Магнитоупругий преобразователь для измерений малых перемещений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

CoIo3 Советскии

Социалистических

Республик

p:Ф, К АВТОРСКОМУ СВИЛЕТЕЛЬСТВУ (61) Лополнительиое к авт. саид-ву— (22) Заявлено 0406.76. (21) 2368095/25-28 с присоединением заявки ¹â€” (23) й1риоритет— (43) Опубликовано 0503.78. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 130278 (51) М. Кл.2

Я 01 В 7/24

Гоцдиротооииый иоаитит

Соввти Миииотрои СССР ио долив изооротоиий и открытий (53) Уд К 5 3 1 . 71 7 . 1 (088. 8) (72) Авторы изобретения

М.И.Белый, А.Л.Шпади и Е.М.Белый

Ульяновский политехнический институт Министерства (71) Заявит

1 Заявитель высшего и среднего специального образования РСФСР (54) МАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ, МАЛЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к измерению неэлектрических величин электрическими методами и может быть . использовано в приборостроении и машиностроении для дистанционного измерения линейных раз- 5 мероэ.

Известен магнитоупругий преобразова- тель для измерения малых перемещений, содержащий из ферромагнитного материала в виде диска со сквозными отвер- 10 стиями на торце, в которые уложена измерительная обмотка /if.

Однако такой преобразователь не обеспечивает достаточной точности измерений из-за отсутствия нулевого выходного сигнала и нереверсивности выходного сигнала.

Известен также магнитоупругий преобразователь для измерения малых перемещений;.содержащий ферромагнитную пленку, токопроводящий элемент и размещенную между ними изоляционную пленку. При этом токопроводящий элемент выполнен в виде последовательно соединенных точечных контактов, расположенных в отверстиях изоляционной пленки, разделяющей ферромагнитную пленку и токопроводящий элемент f2(.

Однако данный преобразователь не обеспечивает необходимой точности измерений из-за отсутствия нулевого выхода и нечетной функции преобразования.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Для этого токопроводящий элемент выполнен в виде анероидной коробки,. изоляционная и ферромагнитная пленки состоят каждая из двух частей-, которые размещены на обеих наружных поверхностях анероидной коробки, а выходные контакты частей ферромагнитной пленки соединены по дифференциальной схеме.

На фнг.l изображена принципиальная схема дифференциального измерителя перемещений; на фиг.2 — схема изменения выходных импульсов в рабочем режиме.

Предлагаемый магнитоупругий преобразователь содержит анероидную коробку 1, к которой при помощи проводников 2 подводится переменный ток. На наружные поверхности стенок коробки последовательно напылены разделительная изоляционная пленка 3 и ферромагнитная пленка 4 с прямоугольной петлей гистерезиса. Выходные сигналы снимаются с выходных контактов 5 и 6, присоединенных к центру и внешним краям

596821 ферромагнитной пленки и подводятся к реверсивному счетчику 7 импульсов.

Преобразователь работает следующим образом.

Ф

Переменный ток подводится к центру анероидной коробки и растекается к краям. При этом по мере нарастания тока концентрически увеличивается область перемагничивания пермаллоевой пленки с прямоугольной петлей гистерезиса. Процессы перемагничивания выl0 зывают смещение доменных границ. В результате скачкообразного изменения магнитной индукции на подвижной стен- . ке доменов между участками противоположной намагниченности возникают локальные электрические импульсы.

На противоположных гранях гофра градиенты магнитного поля обратны по направлению, поэтому эти импульсы имеют противоположные знаки. 20

Переменный ток создает постоянную по амплитуде напряженность магнитного поля, достаточную для перемагничивания всей пленки. В результате на краях магнитной пленки возникает после- 25 довательность положительных и отрицательных импульсов напряжения, количество которых определяется числом гофров анероидной коробки.

При перемещении штока 8 в ту или 30 другую сторону стенки анероидной коробки растягиваются. При положительной магнитоупругой константе маги . Ъной пленки деформации растяжения вызывают механические напряжения, про- З8 порционально которым растет коэрцитивная сила пленки.

Рост коэрцитивной силы ведет к пропорциональному уменьшению области перемагничивания пленки, а это при посто- 4О янной амплитуде напряженности магнитного поля приводит к уменьшению количестна выходных импульсов, возникающих в результате перемагничивания.

При соединении Штока со стенками коробки создается натяг (первоначальные перемещения), который сдвигает рабочую точку в середину характеристики. При подаче измерительного сигнала (перемещения) деформация одной стенки, а следовательно, и пленки, напыленной на ее поверхность, уменьшается, отсюда число выходных импульсов возрастает, деформация второй стенки увеличивается, следовательно, число выходных импульсов уменьшается . Реверсивный счетчик 7 импульсов регистрирует разностное количество импульсов, пропорциональное перемещению.

При изменении направления перемещения картина деформаций изменяется на обратную и разность импульсов изменяет знак на противоположный.

Предлагаемый цифровой дифференциальный преобразователь малых перемещений значительно повышает точность измерения перемещений.

Формула изобретения

Магнитоупругий преобразователь для измерения малых перемещений, содержащий ферромагнитную пленку, токопроводящий элемент и размещенную между ними изоляционную пленку, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, токопроводящий элемент выполнен в виде анероидной коробки, изоляционная и ферромагнитная пленки состоят каждая из двух частей, которые размещены на обеих наружных поверхностях анероидной коробки, а выходные контакты частей ферромагнитной пленки соединены по дифференциальной схеме.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

Р 484385,кл. ф 01 В 7/24, 1972, 2. Авторское свидетельство СССР

Р 492728,кл. 01 В 7/24, 1973.

Составитель И.Кесоян

Техред 3.Фанта Корректор Н.КоваЛева

Редактор A.Ìóðàäÿí

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1121/40 Тираж 872 Подписнбе

ЦНИИПИ ГосударственногО комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5