Магнитоупругий преобразователь крутящего момента Советский патент 1983 года по МПК G01L3/00 

1 Изобретение относится к силоизме рительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента электрических микромашин. Известно устройство для измерени крутящего момента, содержащее магни тоупругий преобразователь в виде ци линдра из ферромагнитного материала закрепленного на валу, электромагни ный преобразователь,-установленный с зазором коаксиально магнитоупруго му преобразователю, источник переменного напряжения для питания элек ромагнитного преобразователя, преоб разователь выходного сигнала, связа ный с электромагнитным преобразователем и вычислителем момента, и бло индикации, имеет сложную конструкцию 13Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является магнитоупругий преобразователь крутящего момента, содержащий электропроводный вал с жесткой заделкой одного конца соединенный посредством двух токоподводов.с разных концов с источником переменного тока, и измерительную обмотку, расположенную концент рично валу 2. Недостатком известного преобразо вателя является отсутствие непосредственного преобразования крутящего момента во временной интервал, а также низкая чувствительность. Целью изобретения является обеспе чение возможности непосредственного преобразования крутящего момента во временной интервал и повышение чувствительности. Указанная цель достигается тем, что на вал нанесена ферромагнитная пленка, а в качестве источника переменного тока использован двуполярный генератор пилообразного тока На фиг. 1 представлена схема пред лагаемого преобразователя; фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. ., Магнитоупругий преобразователь крутящего момента (фиг. 1) содержит . цилиндрический электроприводный вал 1 из бериллиеврй или фосфористой бронзы. Один конец вала жестко закреплен, а к другому подводится измеряемый крутящий момент. На поверхности вала 1 электролитическим способом нанесена тонкая ферромагнитная пленка 2. Б В процессе осаждения в пленке создается ось легкого намагничивания (ОЛН), направленная по окружности. Сверху пленка покрыта изоляционным защитным лаком, К торцам вала через токоподводы 3 подводится ток от двуполярного генератора k пилообразного тока. Последний запускается от генератора 5 импульсов. Измерительная обмотка 6 расположена концентрично валу. Преобразователь работает следующим образом. При поступлении импульса запуска от генератора 5 импульсов (фиг. 2oi) двуполярный генератор k вырабатывает пилообразный ток (фиг. 25), который протекая по валу 1, создает в ферромагнитной пленке 2 магнитное поле, направление которого при отсутствии входной нагрузки совпадает с направлением ОЛН. При достижении внешним магнитным полем величины поля анизотропии Н Q происходит перемагничивание ферромагнитной пленки (предполагается, что предварительно пленка была насыщена в противоположном направлении). В результате скачкообразного изменения магнитной индукции при перемагничивании в измерительной обмотке 6 индуцируется импульс напряжения. Промежуток времени между импульсом запуска генератора 5 импульсов и импульсом в измерительной обмотке (фиг. 2) является выходным временным интервалом Т. При приложении к валу 1 крутящего момента М, вызывающего поворот одного торца вала по отношению к другому на уголУ, ферромагнитная пленка деформируется, в результате чего происходит-механический и магнитострикционный поворот ОЛН. МеханичеС кий поворот ОЛН определяется выражением Vd Ot., -jp, магнитострикционный AsVEnd т-О- де d и 1 - диаметр и длина вала; Xq,K,Eff соответственно константа магнитострикции, константа анизотропии и модуль упругости ферромагнитной пленки. езультирующий угол поворота ОЛН раен ot- о(.+cjCg-T K как направление нешнего магнитного поля постоянно. 3Ю то при повороте ОЛН для перемагничивания необходима амплитуда поля в созЗС больше. Соответственно увеличивается необходимый ток перемагничивания и ввличина выходного временного интервала Т. Таким образом, выходной временной интервал однозначно определяет измеряемый крутящий момент. Начальный выходной сигнал (при М 0) может быт легко скомпенсирован при дальнейшей обработке. З Использование в преобразователе электропроводного вала с нанесенной на его поверхности ферромагнитной пленкой и двуполярного генератора пилообразного тока позволит обеспечить непосредственное преобразование измеряемого крутящего момента во временной интервал и повысить чувствительность, а.также расширить диапазон измере.ния, что обусловлено пoвышeнны «1 механическими характерис тиками ферромагнитных пленок.

МАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА содержащий электропроводный вал с жесткой заделкой одного конца, соединенный посредством двух токоподводоа с разных концов с источником переменного тока, и измерительную обмотку, расположенную концентрично валу, отличающий с я тем, что, с целью обеспечения возможности непосредственного преобразования крутящего момента во временной интервал и повышения чувствительности, на вал нанесена ферромагнитная пленка, а в качестве источника переменного тока использован двуполярный генератор пилообразного тока.