Магнитоупругий датчик

 

МАГНИТОУПРУГИЙ ДАТЧИК, содержащий многосекционный магнитопровод с щелевыми отверстиями для разделения секций и отверстиями для регулирования Механических , напряжений и размещения обмоток, о т л и ч а ю щ и. и с я тем, что, с целью повышения линейности выходной характеристики и исключения температурной погрешности, часть щелрвых отверстий расположена вдоль одной оси, а другая часть расположена вдоль другой оси, перпендикулярной первой, при этом обмотки секций с взаимно перпендикулярными щелев А)иотверстиями включены по дифференциальной схеме. Сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COUNI

РЕСПУБЛИН

3(51» С 01 Ь 1 12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ОАТЕИТУ

{21» 2558154/18-10 (22) 27.12.77 (312 7614600-0 (32).28.12.76 (33) Швеция (463 ЗО.10.83. Б И 40 (72) Леннарт .Форслунд, Стиг йордингер (Мвеция) и Павел Колавчич (СФИРВ) (71) АСЕА Актиеболаг (Швеция)

-..(53) 531. 781 (088. 8) (56) 1. Гинзбург В.Б. Иагнитоупру- . .гие датчики. И., „Энергия", 1970, с. 19„ рис. 8.

2. Патейт СИИ 9 3093999, кл. 73-141, 18.06.63 (прототип).,.SU„„1052173 . A (54) (57) млгнитоупругий датчик, содержащиЯ многосекционный магнитопровод.с целевыми отверстиями для разделения секций и отверстиями для регулирования механических напряжений и размещения обмоток, о т л и ч а ю щ и. и с я тем, что, с целью повышения линейности выходноЯ характеристики и исключения температурной погрешности, часть целевых отверстиЯ расположена вдоль одной оси, а другая часть расположена вдоль другой оси, перпендикулярной первой, при этом обмотки секций с взаимно перпендикулярными щелевымй отверстиями включены по дифференциальной схеме.

1052173

Изобретение относится к магнито упругим датчикам и может быть использовано в измерительной технике.

Известен магнитоупругий датчик, содержащий магнитопровод с продольными отверстиями t 1.).

Устройство позволяет устранить поперечные напряжения на чувствительных элементах, но обладает сравнительно низкой линейностью выходной характеристики.

Известен магиитоупругий датчик, содержащий многосекционный магнитопровод с щелевыми отверстиями для разделения секций и отверстиями для регулирования механических напряжений и размещения обмоток (2 ).

Недостатком этого датчика. является низкая точность измерения эа счет нелинейности выходной характеристики и температурной погрешности.

Цель изобретения — повышение линейности выходной характеристики и исключение температурной погрешности °

Поставленная цель достигается

Ф тем, что в магнитоупругом датчике, содержащем многосекционный магнитопровод с щелевыми отверстиями для разделения секций и отверстиями для регулирования механнческих напряжений и размещения обмоток, часть щелевых отверстий расположена вдоль одной оси, а другая часть распо,ложена вдоль другой оси, перпендикулярной правой, при этом обмотки секций со взаимно перпендикуляр-, ными щелевыми отверстиями включены по дифференциальной схеме, I

Форма магнитопроводов, размеры и расположения обмоток подбираются так, чтобы характеристики для зоны сжатия и зоны растяжения име" ли одинаковые по величине и про" тивоположные по знаку отклонения от линейной характеристики. Сложение сигналов, поступающих от эон сжатия и растяжения, приводит к тому, что отклонения этих сигналов от линейной характеристики поцавляют друг друга.

На фиг. 1 и 2 представлен магнитоупругий датчик, на который воздействуют сжимающая нагрузка, приложенная в нормальном рабочем направлении, и растягивающая нагруз ка, приложенная в перпендикулярном направлении; на фиг. 3 и 4выходные характеристики соответственно представленным на Фиг. 1 и 2 видам нагрузки; на Фиг. 5 магнитоупругий датчик, модифицированный таким образом, что распределения напряжений, .изображенные на фиг. 1 и 2, оказываются объеди, ненными в одной и той же измерительной зоне; на фиг. 6 — магнитоупругий датчик, на который воздействует сила F и который выполнен с двумя зонами - сжатия и растяжения; на фиг. 7-10 - возможные варианты магнитопроводов для магнитоупругих датчиков, имеющих

10 одну зону сжатия и одну зону растяжения; на Фиг. 11 — магнитопровод для датчика, имеющий две зоны сжатия и одну зону растяжения; на фиг. 12 — магнитопровод для датчи15 ка, имеющего одну зону сжатия и две зоны растяжения.

Сжимающая сила F прикладывается к магнитопроводу 1. В отверстия

20 2-5 уложены соответственно обмотка 6 возбуждения и измерительная обмотка 7, подключенная к блоку 8 обработки сигналов. Для обеспечения в зоне A сжатия только сжима25 ющих напряжений по ее бокам размещены две вертикальные щели 9 и 10.

Отверстия 11 и 12 служат для разгружения напряжений. Таким образом, значительная часть сжимающей си30 лы I- отводится от измерительной зоны A„ что приводит к значительному расширению рабочего диапазона датчика. Отверстия 13 и 14 служат для размещения в них обмотки, которая обеспечивает компенсацию ошибок в датчике, обусловленных явлением гистерезиса.

Аналогичным образом для растяжения В зона снабжена горизонтально размещенными щелями 15 и 16.

Путем изменения размеров, формы и расположения разгрузочных отверстий 11 и 12 по отношению к изме4 рительной зоне, а также путем соответствующего выбора геометрической формы магнитопровода, могут быть подобраны необходимые абсолютные величины и взаимное соотношение между основными напряжениями, которые действуют в измерительных зонах,. Согласно одному из возможных вариантов (фиг. 6) внешняя форма дат- чика определяется углублениями 17 различной Формы, размеров и местоположения.

Магнитопровод датчика (фиг. 12) может быть подвешен между двумя неподвижными опорами 18.. При ломощи

60 отверстий 19 и соединяющих их щелей сердечник датчика разделяется на центральную сжимаемую часть и две внешние растягиваемые части, при этом все три части оказываются

65 параллельными друг другу. Воздей-: !

l052l73

@ив 2 ствунхцая на датчик сила передается по центральной сжимаемой части магнитопровода на поперечину 20, а затем на две растягиваемые части и через них на неподвижную опору 18,.

Таким образом, одновременное соэ дание и измерение сжимающих и растягивающих усилий позволяет получить выходной сигнал с более высокой линейностью.

1052173

1052173 фиг f2

Составитель Н. Вовчук

Редактор E.Ëóøíèêîâà 1ехред,й. Асталош Корректор,И. Эрдейи

Заказ 8705/61 . Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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