Преобразователь для измерения параметров вибрации Советский патент 1985 года по МПК G01P15/105 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к генераторным преобразователям с изгибаемым магнитопроводом, и может быть использовано для измерения параметров вибрации в машиностроении, самолетостроении, энергетике, а также других областях народного хозяйства.

Известен преобразователь для измерения параметров вибрации, содержащий плоский магнитопровод с двумя ярмами, одно из которых закрепляется на контролируемом объекте а второе служит инерционной массой, обмотки возбуждения и измерительные обмотки, соединяемые в мостовую схему t13.

Недостатками данного преобразователя являются сложное конструктивное исполнение с большим количеством обмоток, неполное использование обмоточной системы, отсутствие возможности регулировки собственной чабтоты, и как следствие этого низкая помехозащищенность и недостаточная точность измерений.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь для измерения параметров вибрации, содержащий пустотелый корпус, в котором установлены опорное основание, консольно закрепленный на одной стороне последнего магнитопровод, выполн внный в виде двух стержней из магнитнострикционного материала, и две кольцевые измерительные обмотки, размещенные соответственно у закрепленньк концо стержней 2.

Недостатком известного преобразователя является низкая точнасть измерений, обусловленная сложностью конструкции, низкой помехоустойчивостью и невозможностью регулирования собственной частоты из-за особенностей конструкции.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Эта цель достигается тем, что преобразователь для измерения параметров вибрации, содержапщй пустотелый корпус, в котором установлены опорное основание, консольно закрепленный на одной стороне последнего магнитопровод, выполненный в виде двух стержней из магнитнострикцион;ного материала, и две

275 . 2

кольцевые измерительные обмотки,размещенные соответственно у закрепленных концов стержней, снабжен магнитопроводящим сердечником, дополнительным стержнем из магнитнострикционного материала, установленным между основными стержнями и параллельно им, ч четырьмя постоянными полосовыми магнитами, разйещенными соответственно между концами

стержней и согласно включенными между собой, магнитопроводящий сердечник размещен в зоне свободных концов стержней параллельно постоянным магнитам и установлен в корпусе с возможностью перемещения относительно магнитов, а измерительные обмотки включены согласно по общему магнитному потоку.

На чертеже представлена конструкция преобразователя для- измерения параметров вибрации.

Устройство содержит пустотелый корпус 1, в котором установлены

опорное основание 2, консольно

закрепленньй на одной стороне основания 2 магнитопровод (не показан), выполненньй в виде двух стержней 3 и 4 из магнйтнострикционного материала, две кольцевые измерительные обмотки 5 и 6, размещенные соответственно у закрепленных концов стержней 3 и 4, магнитопроводящий сердечник 7, дополнительный стержень 8 из

магнйтнострикционного материала,

установленный между основными стержнями 3 и 4 и параллельно им, и четыре постоянньк полосовых магнита 9-12, которые размещены соответственно между концами стержней 3,4 и 8 и согласно включены между собой, при этом магнитопроводящий сердечник 7 размещен в зоне свободных концов стержней 3, 4 и 8 параллельно

постоянным магнитам 10 и 12 и установлен в корпусе 1 с возможностью перемещения относительно магнитов 10 и 12, а измерительные обмотки 5 и 6 включены согласно по

общему магнитному потоку.

Преобразователь для измерения параметров вибрации работает следующим образом.

С помощью опорного основания 2 преобразователь консольно закрепляют на поверхнрсти контролируемого объекта 13 я затем измеряют параметры виброколебаний (вибрации).

Виброколебания (вибрация) от объекта 13 воздействуют на консольно закрепленный преобразователь, в результате этого свободней конец магнитной системы с постоянными магнитами 10 и 12 начинает совершать колебания в соответствии с измеряемой вибрацией.

При этом, например, при смещении свободного конца вниз основной магнитнострикционный стержень 3 растягивается, а магнитнострикщюнньй стержень 4 сжимается, в резуль тате чего изменяются магнитные проницаемости стержней 3 и 4. Изменение проницаемостей вызвано различными механическими воздействиями (в одном случае растяжение, в другом - сжатие) и поэтому эти изменения происходят неоднозначно, а в силу этого у магнитных потоков от согласно включенных постоянных магнитов 9-12 появляется возможность щроходить по дополнительному стержню 8 из-за неравенства магнитньк сопротивлений основных магнитяострикционных стержней 3 и 4. В результате этого с обмотками 5 и 6 оказываются сцеплены не только общий поток от постоянных магБИТОВ 9-12, но и отдельные потоки от соответствзпощих пар постоянных магнитов 9-12. Эти потоки, изменяясь по времени в соответствии с измеряемыми вибрациями, приводят к индуктированию ЭДС в секциях обмоток 5 и 6

В силу разнохарактерного, изменен магнитньк сопротивлений основных магнитнострикционных стержней 3 и 4 ЭДС, индуктируемые в обмотках 5 и 6 не равны друг другу, что и позволяет на выходе последовательно соединенных обмоток 5 и 6 получить ЭДС, параметры которой соответствуют параметрам измеряемых вибраций. А так как измерительные обмотки 5 и 6 включены встречно по отношению к общему пространственному направлению, то в них не индуктируется ЭДС от внешних магнитных полей.

Наличие подвижного магнитопроводящего сердечника 7 позволяет изменять жесткость колебательной системы преобразователя за счет взаимодействия постоянных магнитов 10 и 12 с сердечником 7. При сближении сердечника 7 с постоянными магнитами 10 и 12 сила магнитного взаимодействия постоянных магнитов 10 и 12с сердечникам 7 увеличивается, а в результате изменяется и собственная частота колебательной системы преобразователя.

Преобразователь прост в конструктивном исполнении, имеет повышенную помехоустойчивость и увеличенную чувствительность, что способствует точности измерений. Кроме того, в предлагаемом преобразователе обеспечивается возможность регулировки собственной частоты бесконтактным способом.

8

10

7

/

& N

5

N 1

12

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИИ, содержащий пустотелый корпус, в котором установлены опорное основание, консоЛьно закрепленный на одной стороне последнего магнитопровод, выполненный в виде стержней из магнитно- стрикционного материала, и две кольцевые измерительные обмотки,размещенные соответственно у закрепленных концов стержней, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен магкитопроводящим сердечником, дополнительным стержнем из магнитнострикционного материала, установленньм между основными стержнями параллельно им, и четырьмя постоянными полосовыми магнитами, размещенными соответственно между концами стержней и, согласно включенными между собой, магнитопроводящий дечник размещен в зоне свободных концов стержней параллельно постоянным магнитам и установлен в корпусе с возможностью перемещения относительно магнитов, а измерительные обмотки включены согласно по общему магнитному потоку. Од 00 го ел