Магнитоупругий датчик усилий

 

Союз Советскик

Социалнстическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

907405 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.04.80 (21) 2909909/18-10 (51) М. Кл. с присоединением заявки J%—

G 01 L 1/12

Геаударстеенный коинтет (23) Приорнтет—

h0 делам нзобретеннй н открь1тнй

Опубликовано 23.02.82. Бкэллетень pf 7

Дата опубликования описания 23,02.82 (53) УД К 531.781. (088.8) (72) Авторы изобретения

С. А. Манукян и А, А. Гамбарян (7I ) Заявитель

Ереванский политехнический институт (S4) МАГНИТОУПРУГИЙ ДАТЧИК УСИЛИЙ зависимости от нагрузки.

Изобретение относится к технике для измерения сил, а точнее к датчикам, основанным на изменении магнитных свойств материала в

Известны магнитоупругие датчики усилия, представляющие собой консольную конструкцию, включающую в себя основание, изготовленное из немагнитного материала и состоящее из двух разъемных частей. На одной стороне каждой половины основания закоеплены нластины ферромагнитного материала. На другой стороне выступы, предназначенные для соединения с выступами второй половины. Вдоль основания, как и в пластинах, расположено окно для

15 размещения обмотки (между выступами). Один из концов конструкции закрепляется, а к вгорому прилагается измеряемое усилие. Под воздействием последнего в верхнем пакете гласгин возникают напряжения растяжения, а в

20 нижнем сжатия l1l .

Однако этот датчик усилий имеет сравнительно невысокую чувствитеэьпосп,. обусловленную применением основания.

Известен также магнитоупругий датчик, усилий, содержащий основание и магнитопровод, выполненные в виде пакета пластин с окном для размещения обмоток. Окно каждой пластины магнитопровода разделено на две равные части перемычкой, причем перемычки соседних пластин магнитопровода взаимолерпендикулярны, а между ними установлен с натягой неферромагнитный элемент (21.

Цель изобретения — повышение чувствительности.

Чувствительность этого датчика также сравнительно невысока.

Поставленная цель достигается тем, что пластины выполнены с И-образными участками, в пакете контактируют поверхностями одинаковой конфигурации и повернуты дпуг относительно друга на 90, а неферромагнитный силовводящий элемент выполнен с выступами, контактирующими с натягом с И-образнымп участками.

90740S

Кроме того, длины выступов неферромагнитного элемента выполнены из условия

< h — и>, где h — толщина пакета пластин; hl — длина одной пары противопо- % ложных выступов, h> — длина другой пары противоположных выступов.

На фиг. 1 представлена конструкция датчиков; на фиг. 2 и 3 -- формы пластин отдельных половин пакета; на фиг. 4 —. схема замещения магнитопровода.

Датчик содержит основание 1, магнитопровод 2, пластину с выступами из неферромагнитного материала 3, обмотки намагничивания аа и измерения бб, крепление 4. Измеряемое усилие действует на неферромагнитную пластину 3. Одна нара выступов длиннее более чем на половину толщины пакета. За счет разности длин выступов И-образные участки пластин, находятся в состоянии на- © чального натяжения.

В схеме R„„, Яп,, Rmg, R p, й,п, Нщ— магнитные сопротивления участков магнитопровода се, cf, cd, fd, cd u cf соответственно, Еп, -- магнитодвижущая сила созданная обмотИ кой намагничивания, Ф>, Ф>, Фэ, Ф4, Ф и

Ф вЂ” магнитные потоки через соответствующие сопротивления.

Датчик работает следующим образом.

При Р схема представляет собой уравновешенный мост Впц Ящ = Вщ й„дз и магнитные потенциалы точек с и d равны. Через R g магнитный поток отсутствует, напряжение на выхоцс измерительной обмотки равно нулю.

Ко гда Р-,Ж участки cf u cd растягивают- 33 ся, а fd и се сжимаются, магнитные сопротивления R > и В гпз увеличиваются, а В „п и

Яцько уменьшаются. Происходит разбаланс магнитного моста, между. точками cd возникает разность потенциалов и через cd протекает

4 магнитный поток Ф на выходе измерительной обмотки возникает напряжение пропорциональное усилию.

Чувствительность датчика будет значительно выше чувствительности прототипа в связи с тем, что датчик представляет собой схему моста, четыре плеча которого изменяются от изменения усилия.

Формула изобретения

1. Магнитоупругий датчик усилий, содержащий магнитопровод, выполненный в виде пакета пластин с окном для размещения обмоток и неферромагнитный силовводящий элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности пластины выполнены с И-образными участками, в пакете контактируют поверхностями одинаковой конфигурации и повернуты друг относительно друга на 90, а неферромагнитный силовводящий элемент выполнен с выступами, контактирующими с натягом с И-образными участками.

2, Датчик по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что длины выступов неферромагнитного элемента выполнены из условия

2 (h) — Ь2, где Ь вЂ” толщина пакета; — длина одной пары противоположных выступов; h — длина другой пары противоположных выступов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тезисы докладов всесоюзной конференции

ИИС вЂ” 77, с. 162.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке

У 2807944/18-10.

907405

Составитель H. Вовчук

Техрел Л.Гаврылешко

Редактор Л. Шандор

Корректор А риценко

Тираж 883 Поллисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло лелям изобретений и открытий

1)303S, Мо скна, Ж-35, Рауглская наб., л. 4/5

Закаэ 580/51

Фи иал 1П1П "11атент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4