Магнитоанизотропный преобразователь Советский патент 1984 года по МПК G01L1/12 

L

J.

00 4

МАГНИТОАПИЗОТРОПНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий магнитопровод с чувствительной частью, выполненной с прямоугольными каналами, образующими систему параллельных пластин, и отверстиями, в которых уложены намагничивающая и измерительная обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния изгибных моментов, магнитопровод выполнен в виде четырех секционированных сердечников, расположенных симметрично относительно вертикальной оси преобразователя во взаимно перпендикулярных плоскостях, при этом измерительные обмотки соединены последовательно и согласно, а к измерительным обмоткам одного из каждой пары расположенных в указанных плоскостях сердечников параллельно подключены регулируемые (Л резисторы.

Фиг. 1 Изобретение относится к измеритель ной технике, в частности к устройст.вам для измерения давлений и сил. Известны магнитоанизотропные преобразователи с магнитопроводом в вид стержня, например прямоугольного, имеющего по крайней мере четьфе скво ных отверстия, в которых намотаны взаимоперекрещивающиеся катушки ClJ. Подобные преобразователи используются в качестве чувствительных эле ментов датчиков давления на диапазоны от сотен до тысяч кгс/см. Однако такие преобразователи имею большие габариты и непригодны для датчиков с указанными диапазонами давлений. Это объясняется тем, что при попытке вписать подобный преобразователь в корпус датчика малого диаметра размеры его поперечного сечения получаются такими, что он оказывается неустойчивым и это отрицательно сказывается на его метрологических свойствах. , Известен преобразователь с секцио нированным магнитопроводом, который имеет специальные пазы, проходящие через весь магнитопровод, перпендикулярно осям отверстия с катушками t Такие преобразователи превосходят по чувстзнтельности образцы со сплош ными сердечниками9 однако и они непригодны для использования в датчиках давления с ограниченным внешним диаметром. Для достижения высокой точности в устройствах, в которых преобразователь подвергается деформа ции сжатия, приходится для уменьшения влияния изгибающих моментов на преобразователь и для достижения высокой точности применять конструкции с двумя специальными мембранами размеры которых сзлцественно превосходят габариты преобразователей. Такие мембранные развязки невозможно -использовать в малогабаритньгх датчиках давления, а вероятные малей шие перекосы при установке чувствительного элемента в корпус датчика служат причиной нелинейности его характеристики. Целью изобретения является повышение точности магнитоанизотропных преобразователей за счет уменьшения влияния изгибных моментов. Поставленная цель достигается тем что в магнитоанизотропном преобразователе, содержащем магнитопровод с чувствительной частью, выполненной с прямоугольными каналами, образующими систему параллельных пластин, и отверстиями, в которых уложены наматывающая и измерительная обмотки, магнитопровод выполнен в виде четырех секционированных сердечников, расположенных симметрично относительно вертикальной оси преобразователя во взаимно перпендикулярных плоскостях, при этом измерительные обмоткн соединены последовательно и согласно, а к измерительным обмоткам одного из каждой пары расположенных в указанных плоскостях сердечников параллельно подключены регулируемые резисторы . На фиг.1-изображена принципиальная схема преобразователя; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - схема соединения катзтпек. Преобразователь представляет собой, например, цилиндр 1 из сплошного ферромагнитного материала, например пермаллоя. В активной части преобразователя имеются четыре секционированных сердечника, симметричньгх относительно вертикальной оси элементов 2 и 3, 4 и 5. Каждый из имеет по 4 секции, образованных Iтремя пазами, проходящими перпендикулярно осям отверстий под катушки через все магнитопроводы преобразователей. Попарно оси сердечников 2 и 3, а также 4 и 5 соответственно, совпадают с взаимно перпендикулярными осями, или в данной случае - с диаметром элемента. На сердечниках имеются по две пары взаимно перекрещивающихся катугпек, например на преобразователе 2: w , а также Wx,.2H Wj. s и т.д. Преобразователь имеет концентратор 6, воспринимающий усилие, развиваемое, например, мембраной 7 под действием измеряемого давления. Преобразователь оперт (или закреплен) на основание 8. На фиг.З для упрощения дано только соединение вторичных катушек, а первичные лишь указаны - они, будучи соединенными либо последовательно, ибо параллельно, соединяются с источником переменного напряжения. К катушкам одной пары (практически к катушкам того, чья чувствительность к изгибным деформациям йыше) - в анном случае ко вторичным катушкам, редварительно соединенным последо310вательно 3-го и 5-го сердечников подсоединены регулируемые резисторы R; и R2. Далее эти цепи соединены . с остальными вторичными катушками так, чтобы их сигналы от сжимающего усилия суммировались, т.е. согласно и последовательно. Преобразователь работает следующим -образом. П1Ж деформации сердечников на.нагниченность вдоль их вертикальных осей увеличивается, а вдоль горизонтальных уменьшается, вследствие чего силовые линии поля, индуцируемые током, протекающим по первичньв катушкам, пересекают плоскости вторичных катушек и на их зажимах появляются сигналы, пропорциональные механическому усилию. Благодаря секционированию сердечников существенно ослабляется влияние поверхностного эффекта в их материале и увеличивается, как известно, чувствительность по сравнению со сплошными сердечниками одинакового сечения. С другой стороны, для измерения малых усилий суммарное поперечное сечение всех четьфех преобразователей может быть выбрано достаточно малым при сохранении устойчивости чувствительного элемента, чего нельзя достигнуть при использовании стержневого чувствительного элемента. В отличие от известных предложенный преобразователь может служить чувствительным элементом малогабаритных датчиков давления с диаметром корпуса, не превышающим 20 мм, при : диапазоне измеряемых давлений до 50 КГС/СМ2.