Магнитоупругий преобразователь ускорений

 

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск их

Социалистических

Республик ()987532 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29 ° 07. 81 (21) 3324016/18-10 с присоединением заявки,%— (23) Приоритет

Опубликовано 07. 01. 83. Бктллетень № 1 (51)M. Кл.

G 01 Р 15/11

ГееударствеккыМ квинтет

СССР пе делам кзобретеккк и открытий (53у УДK 531. 768 (088.8) Дата опубликования описания 07.01.83

Андреев g S. I .Рыг

f

Научно-исследовательский институт интроскоттии-.-,. (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) ИАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

УСКОРЕНИЙ

Изобретение относится к преобра- зователям неэлектрических величин в электрический сигнал, в частности к преобразователям ускорений колеблющегося объекта, и может быть использовано для измерения знакопере° менных ускорений.

Известен датчик ускорения, содержащий инерционную массу, укрепленную в корпусе на упругих подвесах, и преобразователь, выполненный в виде пары магнитоанизотропных элементов, механически и электрически соединенных по дифференциальной схеме íà общем магнитопроводе, середина которого жестко соединена с корпусом датчика, концы которого связаны с инерционной массой 1 1 ).

К недостаткам устройства относятся сравнительно низкая чувствитель.ность, так как часть измеряемого усилия идет на деформацию упругих подвесов инерционной массы ; недостаточная стабильность, так как в этом датчике начальное сжатие созда ется пружинами и эта сила сжатия изменяется при изменении температуры и с течением времени; недостаточная мощность электрического сигнала, так как магнитоанизотронные преобразователи дают менее мощный сигнал, чем м*гнитоупругие преобразователи; сложность конструктивного и технологичесто кого выполнения,и, кроме того, этот датчик не позволяет преобразовывать знакопеременные силы и виброускорения.

Известен акселерометр, содержащий магнитопровод, на котором размещены обмотки возбуждения, инерционная масса и измерительные обмотки t 2 т.

Наиболее близким по технической

20 сущности и достигаемому результату к предлагаемому является магнитоупругий преобразователь ускорений, содержащий консольно закрепленный

3 98753 магнитопровод с инерционной массой, обмотки возбуждения и измерительные обмотки 13).

Недостатком известных устройств является недостаточная точность из-за 5. действия в магнитопроводе при его изгибе поперечной силы и неравномерного распределения напряжений сжатия и растяжения по сечению стержней магнитопровода. 3Î

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что инерционная масса закреплена на свободном конце центрального t5 стер>кня магнитопровода, обмотки возбу>хдения расположены на основании магнитопровода, а измерительные обмотки - на стержнях, параллельных основанию.

На чертеже схематично приведено предлагаемое устройство.

Магнитоупругий преобразователь ускорений содержит магнитопровод 1 с основанием 2 с двумя крайними 25 стержнями 3 и 4,стержневой магнитопровод 5,на котором закреплена инер-, ционная масса 6.На основании 2 располох<ены обмотки возбуждения 7.и 8.На стержнях 9 и 10, параллельных осно- зо ванию магнитопровода, расположены измерительные обмотки 11 и 12. Магнитопровод 5 выполнен удлиненным, а инерционная масса 6 закреплена на своСодном его конце. Другой конец 35 центрального стержня 5 имеет проточку

13, за счет чего увеличивается чувствительность при измерении знако переменных ускорений. Измерительные обмотки 11 и 12 соединены дифференци- 4р ально. Обмотки возбуждения 7 и 8 располон<ены на основании 2 по разные стороны от стержневого магнитопровода

5 и соединены встречно.

Стержни 9 и 10 выполнены из магни- 45 тоупругого материала. Преобразова тель укрепляется на объекте (на чертеже не показан) одним из крайних стерх<ней 3 или 4 магнитопровода 1.

Магнитный поток Ф, создаваемый в магнитопроводе 1 обмотками возбуждения 7 и 8, проходит через крайние стержни 3 и 4 магнитопровода 1 и магнитоупругие стержни 9 и 10. При этом в измерительных обмотках 11 и 12 наводятся ЭДС Е< и Е>. При условии магнитной симметрии-иагнитопровода 1 и

2 4 одинакового количества витков в измерительных обмотках 11 и 12 наводи.-: мые ЭДС будут равны и суммарная ЭДС при дифференциальном соединении обмотоК l1 и 12 будет равна нулю.

При воздействии измеряемого ускорения на инерционную массу 6 магнитоупругие стержни 9 и 10 будут подвергаться напряжениям сжатия и растяжения. При этом, если один из стержней, например 10, сжимается, то другой, например 9, растягивается.

Вследствие этого изменяются ЭДС измерительных обмоток 11 и 12, причем приращения ЭДС имеют противоположные знаки. Суммарная ЭДС измерительных обмоток 11 и 12 становится отличной от нуля . Величина суммарной ЭДС пропорциональна величине измеряемого ускорения, а фаза - направлению действия ускорения. B магнитоупругих стержнях 9 и 10 действуют только напряжения сжатия и растяжения, поперечная сила отсутствует, причем величина этих напряжений одинакова по всей длине и по сечению стержней.

Это ведет к повышению точности измерения.

Формула изобретения

Магнитоупругий преобразователь ускорений, содержащий консольно закрепленный магнитопровод с инерционной массой, обмотки возбуждения и измерительные обмотки,о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, инерционная масса закреплена на свободном конце центрального стержня магнитопровода, обмотки возбуждения расположены на основании магнитопровода, а измерительные обмотки - на стержнях, параллельных основанию.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 312205, кл. 6 01 P 15/11, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

N 50l357, кл. G 01 P 15/ 11., 1974.

3. Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара. Справочни к под ред. В. S. Клюева, Кн. 1-я.

H., "Машиностроение", 1978, с.1

<прототил1

987532.

Составитель И.Полунина

Ре4актор Н.Егорова ТехредM Гергель Корректор Й.Король

Заказ 10296/33 Тиpaw 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент"., r. Ужгород, ул. Проектная, 4