Магнитоанизотропный датчик силы

ОП ИС Í,.ÈЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.02,73 (21) 1881106/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.75. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 26,03.76 (51) М. Кл. G 011 1/12

Государственный комитет

Совета Мнннстров СССР (53) УДК 531.781 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

Ю. С. Артамонов (71) Заявитель Магкитогорский горно-металлургический институт им. Г. И. Носова (54) МАГНИТОАНИЗОТРОПНЫЙ ДАТЧИК СИЛЫ

Изобретение относится к испытательной технике.

Известные магнитоанизотропные датчики силы, содержащие магнитопровод с отверстиями, расположенными в углах квадрата со 5 сторонами, перпендикулярными линии действия силы, возбуждающую и измерительную обмотки переменного тока, уложенные в парах диагональных отверстий, обладают недостаточной чувствительностью. 10

Предлагаемый датчик для повышения чувствительности имеет дополнительные отверстия, выполненные в теле магнитопровода, дополнительные обмотки и внешний источник постоянного тока, соединенный с дополнитель- 15 ными обмотками, причем дополнительные отверстия расположены на продолжении диагонали, соединяющей отверстия, в которых уложена обмотка возбуждения, на расстоянии, равном одной трети этой диагонали, а витки 20 каждой дополнительной обмотки пропущены через одно дополнительное отверстие и ближайшее отверстие с витками возбуждающей обмотки.

На фиг. 1 представлен описываемый дат- 25 чик, состоящий из магнитопровода 1, воспринимающего внешнюю силу. В магнитопроводе

1 сделаны отверстия 2, 3, 4, 5 и дополнительные 6, 7. В отверстиях 2 и 3 уложены витки возбуждающей обмотки 8, питаемой перемен- 30 ным током от источника 9 переменного тока, В отверстиях 4 и 5 расположены витки измерительной обмотки 10. В отверстиях 2 и6, 3 и 7 помещены витки дополнительных обмоток 11 и 12, питаемых постоянным током от внешнего источника 13 постоянного тока. Обмотки 11 и 12 соединены с источником 13 так, что их магнитные потоки в области между отверстиями 2 и 3 направлены в одну сторону относительно плоскости, проходящей через эти отверстия. Э.д.с., пропорциональная приложенному усилию, снимается с измерительной обмотки 10.

Картина распределения магнитных силовых линий на фиг. 2 соответствует ненагруженному состоянию датчика, когда внешнее усилие отсутствует. Силовые линии постоянного магнитного потока дополнительных обмоток представлены в виде семейства 14 кривых, силовые линии переменного потока возбуждения возбуждающей обмотки 8 — в виде семейства кривых 15. Если внешнее усилие отсутствует и магнитопровод 1 выполнен из материала с изотропными магнитными характеристиками, картина распределения силовых линий симметрична относительно плоскости возбуждающей обмотки, как это изображено на фиг. 2, и поток возбуждения лежит в плоскости обмотки 10, а ее электродвижущая сила равна нулю. В области отверстий 2 и 6, 3 и 7 мате491845 риал магнитопровода подвергается одновременному намагничиванию постоянным и переменным магнитными полями, и его магнитная проницаемость понижается по сравнению с проницаемостью центральной и периферийных областей магнитопровода 1. Вследствие этого, во-первых, плотность переменного магнитного потока семейства 15 в центре датчика возрастает по сравнению со случаем, когда ток в дополнительных обмотках 11 и 12 отсутствует, и, во-вторых, магнитные силовые линии приобретают вытянутую вдоль плоскости измерительной обмотки 10 форму. В результате распределение плотности магнитного потока в области между отверстиями 4 и 5 " плотности пзмерительной обмотки 10 более раьномерно, а максимальная плотность потока в центре датчика больше (кривая 16), что приводит к увеличению средней величины переменлого магнитного потока возбуждения в этой области маглитопровода и, при всех прочих равных условиях, к увеличению чувствительности датчика к усилию.

При действии на магнитопровод 1 внешней измеряемой силы изотропность магнитных свойств материала магнитопровода нарушается, и магнитные проницаемости в продольном и поперечном к линии действия силы направлениях становятся различными. Это приводит к нарушению симметричности картины распределения магнитных потоков относительно плоскости обмотки 8, переменный магнитный поток выходит из плоскости обмотки 10 и пересекает ее, и в обмотке 10 наводится электро5 движущая сила, являющаяся мерой приложенной, силы.

Формула изобретения

Магнитоанизотропный датчик силы, содержащий магнитопровод с отверстиями, расположенными в углах квадрата со сторонами, перпендикулярными линии действия силы, воз15 буждающую и измерительную обмотки переменного тока, уложенные в парах диагональных отверстий, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности датчика, он имеет дополнительные отверстия, выпол20 пенные в теле магнитопровода, дополнительные обмотки и внешний источник постоянного тока, соединенный с дополнительными обмотками, причем дополнительные отверстия расположены на продолжении диагонали, соеди25 няющей отверстия, в которых уложена обмотка возбуждения, на расстоянии, равном одной трети этой диагонали, а витки каждой дополнительной обмотки пропущены через одно дополнительное отверстие и ближайшее отвер30 стие с витками возбуждающей обмотки.

491845

Составитель А. Новиков

Техред Е. Митрофанова

Корректор А. Дзесова

Редактор С. Хейфиц

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 439/5 Изд. № 1983 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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