Вибродатчик Советский патент 1986 года по МПК G01H11/02 

1 1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения амплитуды и частоты вибраций- механизмов и машин,

Целью изобретения является повьше ние точности измерения вибраций путем линеаризации упругих сил подвеса инерционного элемента вибродатчика.

На фиг, представлен вибродатчик, общий вид; на фиг,2 - характеристика упругой силы Fjj подвеса в зависимости от амплитуды виброперемещения инерционного элемента вибродатчика по оси Y,

Вибродатчик содержит корпус 1 и укрепленную на нем неподвижную двухполюсную магнитную систему, выполненную в виде магнитопровода 2 и двух постоянных магнитов 3 и 4, Инерционным элементом 5 вибродатчика является постоянный магнит, выполненный в виде осесимметричной относительно полюсов неподвижной магнитной системы геометрической фигуры, состоящей из нескольких жестко соединенных между собой прямоугольных « секций. Инерционньпй элемент 5 закреплен на плоских упругих пружинах 6 и 7 в зазоре между постоянными магнитами 3 и 4 и обращен своими полюсами к полюсам противоположной полярности неподвижной магнитной системы. Пружины 6 и 7 закреплены на маг- нитопроводе 2 вибродатчика. На полюсах магнитов 3 и 4 укреплены магни- торезисторы 8, Ось Y является измерительной осью вибродатчика.

Вибродатчик работает следукяцим образом.

Магнитный инерционный элемент 5, подвешенный на плоских пружинах 6 и 7, перемещается под действием вибраций в зазоре между полюсами постоянных магнитов 3 и 4, закрепленных на корпусе 1, устанавливаемом в процессе контроля на контролируемом объекте (не показан), Поверхности полюсов магнитов 3 и 4 неподвижной магнитной системы и магнитного инерционного элемента 5 плоскопараллельны, и их магнитные потоки совпадают по направлению, что обеспечивает рав номерное распределение индукции а зазоре между полюсами. При перемещении инерционного элемента под действием вибраций его магнитное поле и магнитное поле неподвижной магнитной системы взаимодействуют друг с дру26068,

гом, создавая при этом силу F , которая стремится возвратить магнитный инерционный элемент 5 в нейтральное положение. Сила F пропорциональна 5 ппощади полюса магнитного инерционного элемента, выдвинутой возмущающим воздействием за пределы полюсов магнитов 3 и 4 неподвижной магнитной системы. Это позволяет, подбирая фор10 му полюсов магнитного инерционного элемента, формировать требуемую, например линейную, характеристику жесткости его подвеса,

Дпя этого полюсам магнитного инер15 ционнрго элемента 5 придают форму осесимметричной относительно полюсов неподвижной магнитной системы фигуры, состоящей из прямоугольных секций, Размеры секций и их количество выби20 раются расчетным путем, причем число секционных участков и ширина участка b зависят от максимально возможной амплитуды перемещения магнитного инерционного элемента, а также от

25 требуемой точности получения формы характеристики упругой силы 7 подвеса. Чем выше жесткость подвеса, тем меньше максимальная амплитуда перемещения инерционного элемента и,

30 следовательно, необходимо уменьшать ширину его прямоугольных секций по сравнению, например, с подвесом, обладающим малой жесткостью.

Упругая сила подвеса инерционного

, элемента датчика зависит от перемещения (фиг,2), Ь- ширина участков, на которые развивается желаемая характеристика упругой силы подвеса от перемещения инерционного элемента, Шири Q на участка Ь определяет ширину секций О инерционного элемента по оси Y,

Плоские пружины 6 и 7 обеспечивают устойчивость магнитного инерционного элемента в поперечном нап45 равлении. Их толщина выбирается минимально возможной, .

Магниторезисторы 8 установлены на полюсных поверхностях магнитов 3 и 4 неподвижной магнитной системы таким

50 образом, что половина поверхности

каясдого из них находится в поле, создаваемом секцией магнитного инерционного элемента 5. При перемещении инерционного элемента одни магниторе55 зисторы получают приращение сопротивления одиого знака пропорционально амплитуде перемещения, а другие - приращение сопротивления другого знака ТОЙ же величины. Таким образом, колебательное движение магнитного инерционного элемента 5 вызывает перераспределение потоков магнитной индукции в зазоре, которое преобразуется магниторезисторами 8 в электрический сигнал. Магниторезисторы включаются в измерительную схему, например мостовую (не показана).

Наличие в вибродатчике сек1Д1онно- го магнитного инерционного элемента из магнитожесткого материала, перемещающегося между прямоугольными полю- сами неподвижной магнитной системы, с полюсами в виде симметричной геометрической фигуры позволяет формировать требуемую, например линейную, характеристику упругой силы. Кроме того, улучшаются упругие свойства подвеса, вследствие чего повьшается точность вибродатчика.

Формула изобретения

Вибродатчик, содержащий корпус, -. неподвижную двухполюсную магнитную

систему, упругоподвешенный между ее полюсами двухполюсный м агнитный инерционный элемент, поверхности полюсов неподвижной магнитной системы и магнитного инерционного элемента

НПОскопараллельны, отличающийся тем, что, с целью повьше- ния точности измерения вибраций путем линеаризации упругих сил подвеса, магнитный инерционный элемент

выполнен в виде осесимметричной от- носительно полюсов неподвижной магнитной системы геометрической фигуры, состоящей из нескольких жестко соединенных между собой прямоугольных

секций, и обращен своими полюсами к полюсам противоположной полярности неподвижной магнитной системы.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерений параметров вибраций (амплитуды и частоты) путем линеаризации упругих сил подвеса магнитного инерционного элемента вибродатчика, содержащего также неподвижную магнитную систему с закрепленными на поверхностях полюсов ее магнитов магниторезисторами. Магнитный ;инерционный элемент вибродатчика выполнен в виде осесимметричной геометрической фигуры, состоя15ей из нескольких жестко соединенных между собой прямоугольных секций, и обращен своими полюсами к полюсам противоположной полярности неподвижной магнитной системы. Плоские пружины обеспечивают устойчивость магнитного инерционного элемента в поперечном направлении. Размеры секций инерционного магнитного элемента и их количество выбираются расчетным путем, причем число секционных участков и их ширина выбираются с учетом максимально возможной амплитуды перемещений инерционного элемента, а также требуемой точности получения формы характеристики упругой силы подвеса. При перемещении инерционного элемента одни магниторезисторы получают приращение сопротивления одного знака пропорционально амплитуде перемещения, а другие - приращение сопротивления другого знака той же величины. Колебательные движения инерционного элемента вызывают перераспределение потоков магнитной индукции в зазоре, которое преобразуется магниторезисторами в электрической сигнал. 2 ил.

Фиг.1

yj

f Hz

%

Редактор О.Юрковецкая

Составитель Т.Бычкова Техред И.Попович

Заказ 2IП/29 Тираж 507Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое пр1едприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

X

2l

X

в 28 38

Фиг. г

Корректор А.Ференц