Магнитоупругий преобразователь механических напряжений Советский патент 1983 года по МПК G01B7/24 

Изобретения относится к измерительной технике, а именно к измерениям механических напряжений электрическими средствами, использутощими магиитоупругие явлешгя в контролируемом объекте.5

t-.,

Известен магнитоупругий преобразователь механических напряжений, содержащий П образный магнитопровод с пазом на каждом полюсе, основные намагничивающую и измерительную обмотки, вспомогательные обмотки,. а также дополнительные намагничивающую и измерительную обмотки,.размещенные в каждом пазу магнитопровода.

В таком преобразователе величина выходного сигнала дополнительных обмоток будет 5 зависеть от величины воздушного зазора между . полюсами магнитопровода и контролируемым , объектом. В условиях градуировки устанавливают желаемую величину воздушного зазора и фиксируют соответствующую ему величину вы- 20 ходного сигнала дополнительных обмоток. При установке преобразователя в рабочих условиях добиваются той же величины выходного сигнала дополнииельных обмоток. При этом считают, что получен такой же воздущный зазор, как 25 и в условиях градуировки, челл исключено влияние воздушных зазоров на результаты измерений механических напряжений 1.

Однако выходной сигнал дополнительных измерительных обмоток зависит не только от 30 величины подполюсного воздушного зазора, но и от неизвестных наперед, измеряемых механических напряжений. Поэтому в рабочих условиях подполюсный воздущный зазор, установленный по тому же значению величины вы- , ходного сигнала, которое было зафиксировано в условиях градуировки преобразователя, будет все же отличаться от подполюсного воздушного зазора, принятого в условиях градуировки. Вследствие этого точность результатов из- .Q мерений окажется пониженной.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является магнитоупругий преобразбватель меха-45 нических напряжений, который содержит оснот.. вание с резьбовым отверстием и направляющими пазами, параллельными оси резьбового отверстия, вкладыш, микрометрический винт с отсчетным приспособлением, размещенный в резь- р бовом отверстии и установленный концом на поверхности вкладыша с возможностью вращения вокруг своей оси, и П-образиый магнитопровод с обмотками, закрепленный на противоположной поверхности вкладьпиа участком, лежащим между полюсными стержнями магнитопровода, которые установлены параллельно оси резьбового отверстия и размещены в направляющих пазах основания.

При таком выполнении преобразователя величина подполюсных воздушных зазоров, желательная в условиях градуировки, устанавливается с помощью вращения микрометрического винта за счет перемещения магнитопровода от,носительно основания по направляющим.

При переносе преобразователя в рабочие условия величину подполюсного зазора устанявливают по отсчетному приспособлению на то ,же значение, что и в условиях градуировки 12. I Однако, если поверхность контролируемого объекта окажется неровной, то положение вестного преобразователя относительно контролируемого объекта :изменится| и фактическая величина подполюсных зазоров в рабочих условиях будет отличаться от величины подполюсных зазоров в условиях градуировки. В ре зультате этого за счет влияния величины воздушных зазоров на результаты измерений их точность окажется пониженной. Кроме того, точность результатов измерений будет пони- , женной еще и за счет того, что в рабочих условиях трудно сохранять неизменным положение преобразователя на заданном месте измерения, так как он никак не закреплен на поверхности Контролируемого объекта. Наконец, точность результатов измерений будет недостаточной еще и потому, что в рабочих условиях нельзя достаточно точно установить положение преобразователя по отношению к направлению действия нагрузок на объект контроля.

Целью изобретения является повышение точности результатов измерений.

Указашая цель достигается тем, что в магнитоупругом преобразователе механических Напряжений, содержащем основание с резьбовым отверстием и направляющими пазами, параллельными оси резьбового отверстия, вкладьш, шкрометрический винт с отсчетным приспособлением размещенный в резьбовом отверстш и установленный концом на поверхности вкладыша с возможностью вращения вокруг своей оси, и Побразный магнитопровод с обмотками, закреш енный на противоположной поверхности вкладыша участков, лежащим между полюсными стержнями магнитопровода, которые установлены параллельно оси резьбово го отверстия, основание выполнено в виде стакана из полупрозрачного, материала с наружным пршивом по его краю и осевым резьбовым отверстием в дне, вкладьш выполнен в виде установленного в стакане цилиндра с направляющими, ответными направляющим основания, отсчетное приспособление выполнено в виде лимба со шкалой точного отсчета, размещенного на выступающем из дна стикаиа конце винта, и шкалы грубого отсчета, установленной на дне стакана параллельно оси резьбового отверстия с возможностью перемещения вокруг и вдоль нее, а преобразователь снабжен размещенным между вкладышем и магнитопроводом амортизатором, узлом крепления к объе ту измергения, выполненным в виде кольца, связанного с кольцевым приливом стакана, и струбцины, связанной с кольцом, шкалой для контроля гаправлення измеряемых механических напряжений, нанесенной набоковой поверхности стакана, и электроконтактным световым индикатором, размещенным на вкладыш и электрически связанным с магнитопроводом. На фиг. 1 и 2 показан предлагаемый магнитоупругий преобразователь механических напряжений, фронтальная и боковая проекция разрез; на фиг. 3 - то же, Проекдая сверху; на фиг. 4 - общий вид фронтальной проекции Магнитоупругий преобразователь механичес ких напряжений содержит (фиг. 1) основание, выполненное в виде стакана 1 из полупрозрачного материала с наружным приливом 2 по его краю, осевым резьбойым отверстием З.в дне и направляющими пазами 4 (фиг. 2), параллельными оси резьбового отверстия 3. В резьбовом отверстии 3 размещен микрометрический винт 5 с отсчетным приспособлением в виде лимба 6 со шкалой точного отсчета . (фиг. 3) размещенного на выступающем из дна стакана конце винта 5 (фиг. 1), и шкалой 7 грубого отсчета, установленной на дне стакана (1 параллельно оси с возможностью перемещения вокруг и вдоль нее и фиксахщи желаемого положения с помощью стопорных гайки и винта 9. . В стакан 1 (фиг. 2) установлен вкладыш Ш в виде полого шшиндра с направляющими 11, ответными направляющим пазам 4. На торцовой поверхности вкладыша 10 своим концом установлен винт 5 с возмояогостью вращения вокруг своей оси. На противоположной месту установки винта 5 поверхности вкл даш1а 10 в его внутренней полости закреплен П-образный магнитопровод 12 (фиг. 1) с намагничивающей 13 и измерительной 14 обмотками. Между вкладышем Ш и магнитрпроводо 12 размещен, амортизатор 15, так что магнитопровод закреплен на нём своим участком, лежащим между полюсными стержнями магнитопровода, которые установлены параллельно оси резьбового отверстия 3. Полюса полюсных стержней вынесены за пределы торцовой поверхности вкладыша 10. ; Преобразователь снабжен узлом крепления к объекту измерения, вылолиённым в виде кольца 1C, связанного с кольцевым приливом 2 стакана 1, и струбцины 17, связанной.с кольцом 16 через шарниры 18, лежащие на общей оси. Струбцина 17 имеет еще один шар нир 19. Оба шарнира служат для обеспечения двух степеней свободы вращения, чтобы у узл крепления имелись приспособительные возможности при закреплении на объекте- измерения. Для контроля направления измеряемых механических напряжений преобразователь снабжен шкалой 20, нанесенной иа боковой по-. верхности стакана 1 (фиг. 4). Отсчет по и1кале 20 осуществляется с помощью риски 21 (фиг. 3), нанесенной на поверхности кольца 16. Для фиксации преобразователя по выбранио. му направлению у него имеются стопорные ; винты 22 (фиг. 2 и 3).: Преобразователь снабжен электрокоитактным световым индакатором 23 (фиг. 1) злектрически соединеннным с магнитопроводом оДним своим контактом. Другой контакт индикатора 23 предназначен для связи с одним из зажимой внешнего источника питания (не показан). Для удобства работы преобразозатель имеет пружинный контакт 24 обеспечивающий подсоедииение к обьекту измерений второго зажима внец|него источника питания. Преобразователь работает следующим образом. Размещая преобразователь на поверхности объекта измерения, установливают нуль шкалы 20 (фиг. 4) и риску 21 (фиг.З) по выбранному направлению начала отсчета направлений измеряемых механических напряжений. Вращая винт струбцины 17 (фиг. 1), преобразователь закрепляют на объекте измерения. При этом за счет шарниров 18 (фиг. 2) и щарнира 19 (фиг. 1) обеспечивается приспособляемость узла крепления к форме объекта измерения. Поворотом стакана 1 устанавливают желаемое направление измерения механических напряжений на шкале 20 (фиг. 4) и фиксируют положение стакана 1. стопорными винтами 22 (фиг, 3). Затем преобразователь подключают к внешнему источнику питания. Вращая лимб 6 (фиг. 1), перемещают бклш дыш 10 с магнитопроводом 12 к объекту измерения. При соприкосновении хотя бы одного из полюсов магнитопровода 12 с объектом контроля включается световой индикатор 23, что видно через полупрозрачный материал стакана 1. При встрече полюсов магнитопро вода 12 амортазатор 15 деформируется, ослабляя давление неровностей объекта измерения на шлифованные поверхности полюсов магнитопровода 12 и предохраняя их. от повреждения. После этого лимб 6 вращают в обратную сторону, амортизатор постепенно восстанавливает прехшие размеры, а вращение продолжают до выключения светового нидикЛтора 23. Приняв данное положение магнитопровода 12 за начальное, поворотом шкалы 7 вокруг оси резьбового отверстия 3 совмещают- вертакальную линию шкалы 7 с нулем шкалы лимба 6 (фиг. 3). Найденное положение шкалы 7 ;

(фиг. 1) фиксируют стопорной гайкой 8. Затем, освободив стопорный винт 9, перемещают шкалу 7 вдоль оси резьбового отверстия 3 до совмещения нуля шкалы 7 с плоскостью шкалы лимба 6 и закрепляют ее положение стопорным j винтом 9. Установив прёдьщущими действиями начало отсчета, вращением лимба 6 устанавливают, наблюдая за его показаниями и показаниями шкалы 7, ту величину воздушного зазора, какая была использована при градуировкею

характеристики преобразователя.

Подключив намагни вающую обмотку 13 к источнику перемеиивго тока (не показан), а измерительную обмотку 14 к измерительному прибору (не показан), измеряют величину выходного сигнала по нему с помощью градуировочной зависимости и определяют мехаии ческие напряжения.

Контроль положения магнитоупругого npeoSразователя относительно объекта измерения ; повышает точность результатов измерений механических напряжений.

МАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ, содер. ягащйй основание с резьбовым отверстием и Ная| вляда1щ1ми вазами, параллельными оси pe:3i4iQBor«i отверСП{й, вкладыш, микрометрический йинт с отсчегаыА рриспособяением, ра,змешеннЬ1Й в резьбовом отверстии с установданным концом йа поверхности с в6зможноС11 1б Вращення вокруг своей оси, и П-образный магнйто1цювод с о&июпсами, эакрепяенныЙ на прр гшюположшй поверхности вкпш9|Ш1а участкам, лежащим меяд пояюсиы ми стержнями Магнитопровода, которые уста. новлены параллельно оси отверстия, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышеf ния точности результатов измерений, основание выполнено в виде стакана из полупрозрачного матер(ала с наружным приливом по «го краю и осевым резьбовым отверсшем в дне, вкяада1Ш выполнен в виде установленного в ctaкане шшиндра с направляющими; оиветным направляющим основания, отсчетное njwcnoojO леше выполнено в виде лим со огкадой .точного отсчета, размещенного на выступающем Ш дна Стакана Конце винта, и шкалы грубо го отсчета, установленной на дае стакана па раплельно оси резьбового отверстия с возмож1юстью перемещения вокруг и вдоль нее, а | еобразователь снабжен размев енным между ; вкладышем и .магнитопроводом амортизатором, W узлом крепления к объекту измерения, вьшолйенным в виде кольца, связанного с кольцевым приливом стакана, и струбщшы, связанной с кольцом, шкалой для контроля направления §. измеряемьЕХ механических напряжений, нанесенной на боковой поверхности стакана, и з пектрвконтактю 1м световым индикатором, размен щеннь1м на вкладыще и электрически связан1C fttiMf с магнитопроводом. SCfO СД

фуг

фиг, г

Фг/г.J

Шш

LLLLl

20

IS

t-te

о

13

fff

/У

f7

Фш.