Магнитоупругий тензодатчик

 

1i i) 7I 2652 союз Советских

Социялнстннеокнх

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.04.78 (21) 2598128/25-28 (51) М. Кл. С 01В 7,124 с присоединением заявки №

ГосУларственный комитет (23) Приоритет ссс ио дедом иЗодретеннй (43) Опубликовано 30.01.80. Бюллетень № 4 (53) УДК 621.313.82 (088.8) н открытий (45) Дата опубликования описания 30.01.80 (72) Авторы изобретения Т. И. Самсонова, А. И. Комаров, Г. С. Шифрин и И, С. Шейнин (71) Заявитель Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт гидротехники им. Б. Е. Веденеева (54) МАГНИТОУПРУГИЙ ТЕНЗОДАТЧИК

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению механических напряжений и деформаций твердых тел электрическими средствами. Оно может быть использовано при исследованиях маломасштабных моделей сложных сооружений.

Известны тензорезисторные датчики мсханических напряжений н деформаций, содержащие подложку и тензочувствительный элемент, наклеенный на подложку и выполненный из проволоки, фольги илн полупроводника (1).

Недостатком известных тензодатчиков является влияние их жесткости на распределение напряжений в объектах, если модуль упругости объекта существенно меньше модуля упругости тензочувствительного элемента.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является магнитоупругий тензодатчик, содержащий замкнутый магнитопровод из ферромагнитной тонкой пластины с участком, закрепляемым всей поверхностью с помощью клея на испытываемом объекте.

Магнитопровод охватывает обмотка (2J

Однако, при таком выполнении датчика его жесткость тоже оказывает существенное влиян на распределение механических напряжений в объекте, если объект выполнен из материала с модулем упругости, существенно меньшим, чем модуль упругости материала магнитопровода.

Цель изобретения — повышение точности результатов измерений путем уменьшения влияния жесткости датчика на механические напряжения в объекте.

Это достигается тем, что магнитопровод изготовлен из магнитодиэлектрика, содержащего следующие компоненты, масс. ч:

Олйгодиенуретандиэпоксид (ПДИ вЂ” ЗАК) 100

Эпоксидно-анилиновая смола (ЭА) 40

Полиэтиленполпамин (ПЭПА) 12

Фенолформальдегидные микросферы (ФФМ) 16

Железный порошок 200

-20 Выполнение магнитопровода тензодатчпка из магнитодиэлектрика, в частности, указанного состава, позволяет обеспечить малую жесткость магнитопровода благодаря малому модулю упругости магнитоди25 электрика и повысить точность результатов измерений путем уменьшения влпянпя жесткости датчика на распределение механических напряжений в объекте.

На чертеже схематически показан пред30 ложенный тензодатчик.

712652

Формула изобретения

Составитель Ю. Востриков

Техред А. Камышникова

Корректоры: А. Галахова и О. Данишева

Редактор Т. Морозова

Заказ 2790/14 Изд. № 124 Тираж 810 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр, Сапунова, 2

Магнитоупругий тензодатчик содержит магнитопровод 1 замкнутой формы, который охвачен обмоткой 2. Участок 3 магнптопровода предназначен для закрепления на испытываемом объекте 4. Магнитопровод 1 изготовлен из магнитодиэлектрика с малым модулем упругости. Использование для магнитопровода магнитодиэлектрпка состава, масс. ч.:

ПДИ вЂ” ЗАК 100

ЭА 40

ПЭПА 12

ФФМ 16

Железный порошок 200 обеспечивает получение модуля упругости, МПа 230, коэффициента Пуассона 0,2 и логарифмического декремента затухания колебаний 0,31. Коэффициент тензочувствительности такого тензодатчика равен

10 — 20. 20

Датчик работает следующим образом.

Для измерения деформаций датчик наклеивают на объект 4 участком 3 с помощью клея, обладающего малой жесткостью после высыхания, например с по- 25 мощью массы того же состава, что и материала магнитопровода. Электрические выводы обмотки 2 соединяют с измерительным прибором 5. При деформации объекта

4 участок 3 магнитопровода деформируется 30 вместе с ним. Это вызывает изменение магнитной проницаемости материала участка 3 магнитопровода 1, а также изменение индуктивности обмотки 2, которое и принимают за меру для измеряемых деформаций. 35

Поскольку модуль упругости магнитодиэлектрика, из которого изготовлен м .нитопровод 1, существенно меньше модуля упругости ферромагнетиков, то влияние жесткости тензодатчика на распределение 40 напряжений в объекте невелико, что обеспечивает повышение точности результатов измерений.

Использование предложенного тензодатчика при динамических испытаниях маломасштабных моделей, например плотин, позволяет более точно получить картину распределения динамических напряжений, частоты и формы собственных колебаний модели, что обеспечивает повышение надежности и долговечности моделируемых крупных сооружений.

Магнитоупругий тензодатчик, содержащий замкнутый магнитопровод с участком, закрепляемым всей поверхностью на испытываемом объекте, и обмотку, охватывающую магнитопровод, отличающийся тем, что, с целью повышения точности результатов измерений путем уменьшения влияния жесткости датчика на механические напряжения в объекте, магнитопровод изготовлен из магнитодиэлектрика, содержащего следующие компоненты, масс. ч.:

Олигодиенуретандиэпоксид (ПДИ вЂ” ЗАК) 100

Эпоксидно-анилиновая смола 40

Полиэтиленполиамин (ПЭПА)

Фенолформальдегидные микросферы (ФФМ) 16

Железный порошок 200

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тензометрия в машиностроении. Справочное пособие под ред. P. A.." -карова, М., «Машиностроение», 1975, с. 15, рис. 7.

2. Гуманюк М. Н. Магнитоупругие датчики в автоматике. Киев, «Техника», 1972, с. 159, рис. 89 (прототип).