Силоизмерительный датчик Советский патент 1984 года по МПК G01L1/12 

н

Iftui.f

Устройство относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения сжимающих и растягивающих,усилий в различных механизмах.

Известен трансформаторный датчик, предназначенный для работы в сочетании с сельсином, преобразующий усилие в фазовый разбаланс напряжений вторичных обмоток, в результате которого происходит поворот ротора сельсина.

Устройство обладает повышенной помехозащищенностью, поскольку при передаче фазового разбаланса по проводному каналу связи амплитудные помехи, возникающие в последнем практически не влияют на передаваемую информацию l .

Недостатком устройства является сложность конструкции. .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик-прессдуктор, представляющий собой пакет пластин, на диагоналях которых симметрично расположены четыре отверстия, через которые намотаны две обмотки 2 .

Недостатком известного датчика является то, что при передаче полезJHoro сигнала по проводному каналу связи происходит его искажение за счет различных наводок и помех, которые носят амплитудный характер.

Целью изобретения является повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в силойзмерительный датчик;, содержащий магнитопровод, состоящий из ферромагнитных пластин, с измерительной и подключенной к источнику переменного напряжения возбуждающей обмотками, дополнительно введены вторая возбуждающая и вторая измерительная обмотки, фа30сдвигающая цепь и фазометр, при этом обмотки размещены на полюсах, расположенных между ферромагнитными пластинами так, что линии, соединяющие оси возбуждающих и оси измерительных обмоток взаимно перпендикулярны и составляют угол 45° к линии действия нагрузок, причем вторая возбуждающая обмотка подключена к источнику переменного напряжения через фазосдвигающую цепь, а измерительные обмотки соединены с фазометром.

На фиг. 1 показана конструкция предлагаемого датчика; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 электрическая схема датчика; на фиг. 4 - схема, работы датчика.

В состав силойзмерительного датчика входят первая возбуждающая обмотка 1, подключенная к источнику 2 переменного напряжения, первая измерительная обмотка 3, ферромагнитные пластины 4, вторая возбуждающая 5 и вторая измерительная б обмотки, четыре параллельно расположенные полюса 7, на которых находятся возбуждающие 1 и 5 и измерительные 3 и 6 обмотки, расположенные между двумя силовоспринимающими пластинами 4, которые фиксируются полюсами 7 таКим образом, что линии соединяющие оси возбуждающих 1 и 5 и измерительных 3 и 5 обмоток взаимно перпендикулярны и составляют угол 45 к линии действия нагрузки, фазосдвигающая цепочка 8 и фазометр 9, причем вторая возбуждающая обмотка 5 подключе5 на к источнику 2 переменного напряжения через фазосдвигающую цепь 8, а измерительные обмотки 3 и б соединены с фазометром.

По обмоткам 1 и 5 возбуждения

0 протекают синусоидальные токи амплитуды которых равны, а фазы сдвинуты на угол С|) . При отсутствии механических напряжений в ферромагнитных пластинах, в силу симметрии, ЭДС fiq

5 и Ej , наведенные в измерительных катушках, совпадают по амплитуде и по фазе.

При приложении к пластинам сжимающих механических напряжений, волокна материала пластин между обмотками 1-6 и 3-5 сжимаются, при этом магнитная проницаемость указанных участков уменьшается, вызывая умень-. шение взаимоиндукции между обмотками 1-6 и 3-5, т.е. ЭДС Е, и E,sсоответственно уменьшаются на величину и & Ез5 . ( Ё (,, - ЭДС в измерительной / обмотке б, наведенная действием /возбуждающей обмотки 1; ЭДС в измерительной обмотке 3,.наведен0 ная действием возбуждающей обмотки 5).

Участки обмоток 1-3 и 6-5 остаются в ненагруженном состоянии, взаимоиндукция между обмотками 1-3

5 и 6-5 не изменяется и ЭДС Е i и своих значений не изменяют (Е j, - ЭДС в измерительной обмотке 3, наведенная действием возбуждающей обмотки 1; ЭДС в измерительной обмотке

Q 6, наведенная действием возбуждающей обмотки 5).

Результирующие ЭДС Е и Е измерительных обмоток 3 и 6 определяются векторным суммированием соответ5 ствующих составляющих.

Сдвиг фаз между ЭДС Е и Е (фиг. 4) тем больше, чем ббльше изменения составляющих Е и , а значит и механических .напряжений,

0 т.е. разность фаз ЭДС, наведенных в измерительных обмотках несет в себе информацию о величине механичес ких напряжений в ферромагнитных пластинах. Величина фазы может быть

5 определена с помощью фазометра.

Устройство обладает повышенной помехоустойчивостью, поскольку полез ный сигнал передается в виде фазового сдвига двух синусоидальных

ffwWfvfl

колебаний, на который амплитудные наводки и помехи, приводяшие к потере информации в амплитудных датчиках, оказывают меиьгмее влияние.

СИЛОИЗМБРИТЕЛЬНЫЙ ДАТЧИК, содержащий магнитопровод, состоящи из ферромагнитных пластин, с измер тельной и подключенной к источнику f Р переменного напряжения возбуждающей обмотками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности в него дополнительно введены вторая возбуждающая и вторая измерительная обмотки, фазосдвигающая цепь и фазометр, при этом обмотки размещены на полюсах, расположенных между ферромагнитными пластинами так, что линии, соединяющие оси возбуждающих и оси измеритэльных обмоток, взаимно перпендикулярны и составляют угол 45° к линии действия нагрузок, причем вторая возбуждающая обмотка подключена к источнику переменного напряжения через фазосдвигающуго цепь, а измерительные обмотки соединены с фазометром.

фиг г

Фиг5

1111)11

fiS

Фиг.

P-OJ