Магнитоупругий датчик Советский патент 1983 года по МПК G01L1/12 

Изобретение относится к магнит упругим датчикам может быть ис пользовано в измерительной техник Известен магнитоупругий датчик содержащий магнитопровод с продол ными отверстиями С Устройство позволяет устранить поперечные напряжения на чувствительных элементах, но обладает сра нительно низкой линейностью выходной характеристики. Известен магнитоупругий датчик содержащий многосекционный магнито провод с щелевыми отверстиями для разделения секций и отверстиями дл регулирования механических напряже ний и размевдения обмоток С23. Недостатком этого датчика.является низкая точность измерения за счет нелинейности выходной хара теристики и температурной погрешности. Цел изобретения - повышение ли нейности выходной характеристики . и .исключение температурной погреш,ности. Поставленная цель достигается тем, что в магнитоупругом датчике, содержаш.вл многосекционный магнито провод с щелевыми отверстиями для разделения секций и отверстиями для регулирования механических напряжений и размещения обмоток, час щелевых отверстий расположена вдол 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. Форма магнитопроводов, размеры и расположения обмоток подбираются так, чтобы характеристики для зоны сжатия и зоны растяжения имели одинаковые по величине и противоположные по знаку отклонения от линейной характеристики. Сложение сигналов, поступающих от зон сжатия и растяжения, приводит к тому, что отклонения этих сигналов от линейной характеристики подавляют друг друга. На фиг. 1 и 2 представлен магнитоупругий датчик, на который воз действуют сжимающая нагрузка, приложенная в нормальном рабочем направлении, и растягивающая нагруз|ка, приложенная в перпендикулярIHOM направлении; на фиг. 3 и 4 выходные характеристики соотвеТ ственно 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 объединенными в одной и той же измерительной зоне; на фиг. б - магнитоупругий датчик, на который воздействует сила F и который выполнен с двумя зонами - сжатия и растяже/)ия; на фиг. .7-10 - возможные варианты магнитопроводов для магнитоупругих датчиков, имеющих одну зону сжатия и одну зону рас.тяжения; на фиг. 11 - магнитопровод для датчика, имеющий две зоны сжатия и одну зону растяжения; на фиг. 12 - магнитопровод для датчика, имеющего одну зону сжатия и две зоны растяжения. Сжимающая сила F прикладывается к магнитопроводу 1. В отверстия 2-5 уложены соответственно обмотка 6 возбуждения и измерительная обмотка 7, подключенная к блоку 8 обработки сигналов. Для-обеспечения в зоне А сжатия только сжимающих напряжений по ее бокам размещены две вертикальные щели 9 и 10. Отверстия 11 и 12 служат для разгружения Напряжений. Таким образом, значительная часть сжимающей силы F отводится от измерительной зоны А, 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 измерительной зоне, а также путем соответствукяцего 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 датчика определяется углублениями 17 различной формы, размеров и местоположения . Магнитопровод датчика (фиг. 12) может быть подвешен между двумя неподвижными опорами 18..При ломощи отверстий 19 и соединяющих их щелей сердечник датчика разделяется на центральную сжимаемую часть и две внешние растягиваемые части, при этом все три части оказываются параллельными друг другуi Воздей-/.

ствукхцая на датчик сила передается по центральной сжимаемой части магнитопровода на поперечину 20, а затем на две растягибаемые части и через них на неподвижную опору 18,.

Таким образом, одновременное создание и измерение сжимающих и рас,тягиваювдих усилий позволяет получить выходной сигнал с более высокой линейностью.

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

Ц

в

ил

ei

tfti/f

J

.t //////////////// фие.7

ТС

о о

о

о2о

0.-0

1:С

дзигЮ

о о

00

оо оо

оо

о о

qjue.n

19 19

19 19

щ) о

Id)

о

Q

fo ГУ

фие.12