Магнитная пружина Советский патент 1986 года по МПК G01H11/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве упругого элемента при подвесе инерционного элемента- вибродатчика для измерения механических колебаний. .

Целью изобретения является понижение резонансной частоты колеб.атель ной системы вибродатчика путем получения силовой кар акт ер ис тики магнитной пружины с участком постоянной жесткости.

На фиг. 1. схематично изображена конструкция магнитной пружины; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг.З силовая характеристика ма гнитной пружины.

Магнитная пруткина содержит посто- я нный магнит 1, который установлен с возможностью виброколебательного Ьеремёщения вдоль оси X относительно относительно плоскости ферромагнитно четырехугольной пластины 2, установленной под углом А-к этой оси. Одна из сторон пластины 2% параллельная направлению оси X виброколебаний, выполнена с гиперболическим и 1резом 3 первой степени, обращенным выпуклостью в ее тело.

Величину угла А выбирают из соот- .ношения

f C a 4 ir - p ЛЛ-а

где А -о угол наклона пластины 2

к оси X (град); а - эмпирический коэффициент, который зависит от зазора S между магнитом 1 и пластиной 2, намагниченности магнита, его габаритов, а также габаритов и магнитной проницаемости материала пластины, и равен 0,1-1 град-Н/м; С - заданный коэффициент жесткости магнитной пружины на прямолинейном участке D силовой характеристики (Н/м); fp - резонансная частота колебательной системы вибродатчика (1 /с); М - масса инерционного элементна

вибродатчика (кг).

Магнитная пруткина работает следующим образом..

Составляющая силы F взаимодействи между постоянным магнитом 1 и ферромагнитной пластиной 2, направленная вдоль оси X, зависит от величины зора между магнитом и пла стиной.

Дпя небольших диапазонов изменения зазора, благодаря углу А наклона к оси X и наличию гиперболического выреза 3 на ферромагнитной пластине 2, .

зависимость этой си.аы F от смещения магнита имеет на участке D линейный характер, а. при приближении магнита к краям пластины эта сила резко возрастает, изменяя знак (направление)

у верхнего широкого края пластины 2. В результате при смещении постоянного магнита 1 от положения равновесия вдоль оси Х.на участке D возникает упругая сила, пропорциональная величине этого смещения, т.е. реализуется магнитная пружина с линейным, участком D силовой характеристики в заданном диапазоне относительных виброколебаний -магнита 1 и пластины 2. Изменяя угол наклона А плоскости пластины к оси X, можно получать необходи- мый коэффициент жесткости магнитной пружины в зависимости от требуемой резонансной частоты колебательной системы, в котором используется эта пружина.

Преимуществом предлагаемой магнитной пружины является возможность созДания виброметров с низкой резонансной частотой при незначительной массе инерционного элемента и-значительной амплитуде измеряемых вибраций. Например, при массе инерционного элемента 10 г и амплитуде колебаний 35 мм резонансная частота ниже 1,5 Гц, причем ртатическое смещение отсутствует и размеры виброметра соизмер имы с размахом измеряемых колебаний.

Формула изобретения

Магнитная пружина для подвеса нерционного элемента вибродатчика, содержащая ферромагнитный элемент постоянный магнит, установленные на расстоянии с возможностью виброколебательного относительного перемещения, отличающаяся тем, что, с целью понижения резонансной частоты колебательной системы вйбродатчика путем получения силовой характеристики магнитной пружины с участком постоянной жесткости, ферромагнитный элемент выполнен в виде четьфеху гол ьной пластины в одной из сторон которой, параллельной на- ; правлению виброколебаний, выполнен

3. 1241068 . 4

гиперболический вырез первой степени, где С - заданный коэффициент жесткое обращенный выпуклостью в тело пласти- ти магнитной пружины, Н/м; а - эмпины, которая установлена к направлению виброколебаний под углом ,

рический коэффициент, равный 0,1- 1 град. Н/м.

фиг. 2

фиг.г

Изобретение относится к измери- тельной технике и может быть использовано в качестве упругого элемента в устройствах для измерения параметров механических колебаний в широком диапазоне частот, позволяя получить силовую характеристику магнитной пружины для подвеса И11ерщ1онного элемента вибродатчика с прямолинейным участком, длина которого равна размаху колебаний, и с заранее заданной жесткостью, ограниченной слева отри-, дательным пиком характеристики, а справа положительным пиком. Магнитная пружина содержит магнит и ферромагнитную пластину, в одной из сто рои которой выполнен гиперболический вырез, обращенный вьшуклостью внутрь пластины, а сама пластина наклонена под углом к оси относительных виброколебаний магнита и пластины. Такое вьтолнение магнитной прзгжины позволяет -понизить резонансную частоту колебательной системы вибродатчика хфи нез-начительной массе инерционного элемента и значительной амплитуде измеряемых колебаний. 3 ил. (Л 4 СЬ 00

Фи.З

Составитель C.Jlyna4eB Редактор А.Лежнина Техред Л.Олейник Корректор Л.Патай .

Заказ 3478/35 Тираж 507 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4