Магнитоупругий преобразователь усилий

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистические

Рес убл (i ti866425 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.09,79 (21) 2820271/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 23.09.81. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 23,09,81 (51) М. Кл.

G 0 1 (1/ 12 (Ьеударетеелеыб квинтет

СССР ее делам изебретевий и еткравй (53) УДК 531.781 (088,8) (72) Авторы изобретения

В. И, Бескоровайный и М, Н. Гуманюк

1 к.., Киевский институт автоматики км, ХХУ с да.„; - КЦ(.С (7l ) Заявитель (54) МАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УСИЛИЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении для создания аппаратуры контроля давлений, разности давлений, измерения малых усилий в хими. ческой, нефтехимической, нефтеперера5 батывающей промышленности, в автомобилестроении и других отраслях народного хозяйства.

Известен магнитоупругий преобразова1Е тель усилий, содержащий замкнутый магиитопровод в виде консольно установленного пакета пластин из магнитоупругого материала с промежуточным немагнитным слоем, снабженный прорезью для размешения измерительных обмоток (11.

При этом иемагнитиый слой разделяет пластины с противоположным знаком магнитострикции, Приложение к магнитопроводу усилия, направленйого перпендикулярно плоскости пакета пластин и продольной оси преобразователя, вызывает его изгиб, При этом в пластинах на одной стороне пакета возникают напряжения сжатия, а на другой - растяжения, но изменение (при-. ращение) намагниченности пластин, вследствие противоположных знаков их магнитострикции, будет иметь один и тот же

SHAK а величина переменного тока, проходящего через катушку, охватывающую пакет пластин, изменяется в определенной зависимости от .деформации магнитопровода (например, с изгибом вниз - возрастает, а с изгибом вверхубывает ), Недостатком данного преобразователя является низкая точность, вследствие

его малой жесткости, вызванной непространственной конструкцией пакета пластин

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь, который содержит два магнитных контура в виде двух параллельных пластин из магнитострикционного материала с одинаковьп знаком магнитострикцни, снабженных отверстиямн для размещения измерительных обмоток, хвостовик для эашемления на одном конце, силопередаюший элемент (опорная площадка) на другом конце, немагннтный материал, . размещенный между пластинами и выполненный в форме стоек, соединяющих пластины н расположенных по их конту ру, при этом стойки приклеены к пластинам, а измерительные обмотки намотаны на каждой пластине в отдельности 121, Недостатками этой конструкции преобразователя являются ограниченность измеряемого усилия в сторону меныних значений, определяемая необходимостью размещения измерительных обмоток нв каждой пластине в отдельности.

Uem изобретения - расширение диапазона измерительных усилий.

Поставленная цель достигается тем, что пластины наложены друг на друга сп смещением в направлении продоль« ной оси, изогнуты относительно: поперенной оси так, что пластины параллель ны, при этом намагничиваюшая обмотка размещена на участке изгиба пластин с охватом обеих, а измерительнаяохватывает их параллельные участки.

На фиг. 1 изображен магнитоущзугнй преобразователь, общий вид; на фиг. 2 пластины, наложенные друг на друга со смешением в направлении продольной оси; на фнг. 3 - пластины иэогнутЬ относительно поперечной оси.

Преобразователь работает следующим обрезом, При нагружении преобразователя усилием Р, приложенным в направлении, пернендйкулярном его продольной оси и плоскости опорной площадки 2, верхние рабочие участки преобразователя растя,гиваются, а нижние сжимаются, вследствие того, что они защемлены в õâîñтике крепления 3. и опорной площадке 2.

Все измеряемое усилие P преобра» зуется в напряжение растяжения верхне го магнитного контура и напряжение сжатия нижнего, так квк других элементов, воспринимающих его, нет.

При приложении к зажимам намвгни чивающей обмэтки 3 переменного напря женин питания в магнитных контурах наводятся магнитные потоки, причем as рабочих участках, охвативаемых измерительной обмоткой 4 к клеммам которой подключен показывающий прибор, они направлены встречно, вследствие изгибов пластины с соответствую6425 4 щим расположением намагннчиваюшей обмотки 4 нв изгибе пластин с охватом

55 двух контуров при отсутствии усилия (Р=О) суммарный магнитный поток, пронизывающий измерительную обмотку, взаимно вычитаясь, тоже равен нулю. (так как оба магнитных контура имеют равные магнитные сопротивления) и выходной сигнал отсутствует. Прн приложении усилия Р магнитный поток нижнего магнитного контура увеличивает-, ся нв Ф„, пропорционально приложенному усилию, в верхнего умекьшается нв дфоп, Поскольку измерительная обмотка охватывает магнитные контуры со встречным направлением магнитных потоков, суммарный магнитный поток величиной )6+AD) +)а@ )наводит в измерительной обмотке напряжение, пропорциональное суммарному приращению маг° нитного потока, т.е. пропорциональное усилию Р. Это напряжение и является выходным сигналом . магнитоупругого преобразователя усилия. При этом диапазон измеряемых усилий расширяется в сторону мекыннх значений, за счет исключения измерительной обмотки из зазора между контурами..

Формула изобретения

Магнитоупругий преобразователь усилий, содержащий два магнитных контура, каждый в виде пластины из магнитострикпионного материала с одинаковым знаком магнитострикцни с отверс» тием, через которое пропущены обмотки, хвостовик и опорную плошадку, установленные между пластинами на противоположных концах продольной оси преобразователя, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых усилий, пластины наложены друг на друга со смешением в направлении продольной оси, нэогютты относительно поперечной оси так, что пластины параллельны, при этом намагничивающая обмотка размещена на участке изгиба пластин с охватом обеих, в иэмеритещ ная охватывает их параллельные участки.

Источники кнформации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гуманюк М. Н. Магнитоупругне датчики в автоматике, Киев, Техника"., 1972д с. 108«112, 2. Авторское свидетельство СССР

% 521479 кл.й 01(, 1/12, 25,03,75 (прототип).

866425

Составитель Н. Вовчук

Редактор В. еремеева Техред С.Мигунова. Корректор, Л. Бокшан

Заказ 8062/64 Тираж 9 10 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета, СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филонил ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн&Я 4