Магнитоупругий преобразователь усилий Советский патент 1984 года по МПК G01L1/12 

XCZZ iniZT

ж

фиг 1

1

Изобретение относится к технике измерения сил, а точнее к преобразователям, основанным на изменении магнитных свойств материала в зави симости от нагрузки.

Известен магнитоупругий преобразователь усилия, содержащий основание и магнитопровод, выполненные в виде пакета пластин с окнами для размещения обмоток. Окно каждой пластины магнитопровода разделено на две равные части перемычкой, причем перемычки соседних пластин магнитопровода взаимно перпендикулярны а между ними установлен с натягом неферромагнитный элемент Cl.

Однако этот преобразователь имеет недостаточную чувствительность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является магнитоупругий преобразователь усилий, содержащий магнитопровод, основание и неферромагнитный силовводящий элемент, пластины выполнены с И-образными участками в пакете, кон тактируют поверхностями одинаковой конфигурации и повернуты друг относительно друга на 90, а неферромагнитный силовводящий элемент выполнен с, выступами, контактирующими с натягом с И-образными участками 21.

Чувствительность этого преобразователя недостаточна при измерении малых усилий.. Это обусловлено, малым значением относительного изменения ,, где ий, магнитное сопротив ление плеча моста; df,- изменение магнитного сопротивления плеча моста под действием усилий.

Цель изобретения - повышение чувствительности при измерении малых усилитй.

Поставленная цель достигается тем, что магнитоупругий преобразователь содержащий магнитспровод, выполненный в виде пластины с окном, обмотки намагничивания и измерения, и нефферомагнитное основание, снабжен Н-образным элементом, магнитная проницаемость материала которого меньше магнитной проницаемости материала пластины, при этом Н-образный элемент установлен в окне пластины, а точка приложения усилия размещена на одном из участков пластины, расположенных между параллельными CTOpOHciMH Н-образного элемента.

При такой конструкции магнитопровода преобразователя магнитные сопротивления плеч моста под действием усилия не изменяются, изменяется мах-нитное сопротивление пластины, величина которой на один и более порядок ниже величины магнитного

сопротивления плеч моста. Поэтому относительное изменение магнитного сопротивления пластины под действием усилий больше и чувствительность увеличивается.

На фиг. 1 представлен преобразователь с обмотками, общий вид; на фиг. 2 и 3 - конструкция преобра. зователя без обмоток в двух проекциях; на фиг. 4 - схема замещения магнитопровода преобразователя.

Преобразователь содержит пластину 1 , Н-образный элемент 2, основание 3, обмотки намагничивания 4 и измерения 5. Магнитная проницаемост элемента 2 на один или более порядок ниже магнитной проницаемости элемента 1. Это обеспечивает высоки магнитные сопротивления в плечах магнитного моста, составлеииого магнитопроводом, и малые магнитные сопротивления на участках пластины. Последнее условие обеспечивает высокую чувствительность при малых усилиях..

, M2/«3W« : магнитные сопротивления отдельньк

участков Н-образного элемента, Км «тм8 «6 - магнитные сопротивления участков аЬ, ас, са, bd пластины; Рд, - магнитодвижущая сила обмотки намагничивания.

Преобразователь работает следующим образом.

, I Когда измеряемое усилие равно нулю (РкО) , магнитодвижущая сила F обмотки намагничивания создает магнитные потоки Ф1,Ф 2,Ф 3. Магнитные сопротивления R ,fi гК„,,R

на

m4

два порядка превышают RM мб и Kfj, поэтому магнитный поток Ф1 знчительно больше потоков Ф 2, Ф 3. Поток t1 создает на R,8 и , равные по величине напряжения. Так как потенциалы точек и и f одинаковы, через магнитный поток равен нулю, напряжение на выходе измерительной обмотки равно нулю. Когда пол действием усилия Р участок cd магнитопровода растягивается, магнитное сопротивление уменьшается. Вследствие этого симметрия магнитной цепи нарушается нарушается равенство магнитодвижущих сил между точками аЬ и

Магнитные потенциалы точек е ,и отличаются, через R,

м протекает магнитный поток и на выходе измерительной обмотки получаем напряжение, пропорциональное усилию Р.

При измерении малых усилий-чувствительность предложенного преобразователя в 40 раз превышает чувствительность известного.

фие.З

МАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УСИЛИЙ, содержащий магнитопровод, выполненный в виде пластины с окном, обмотки намагничивания и измерения, и нефферомагнитное осно.вание, отличающий.с я тем, что, с целью повышения чувствительности при измерении малых усилий, он снабжен Н-образным элементом, магнитная проницаемость материала которого меньше магнитной проницаемости материала пластины, при этом Н-образный элемент установлен в окне пластины, а точка приложения усилий размещена на одном иэ участков пластины, расположенных между п аллельными сторонами Н-образного элемента.