Способ определения усилий Советский патент 1987 года по МПК G01L1/12 

1

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения, контроля и регулирония механических усилий, например,, крутящего момента, приложенного к ферромагнитным изделиям,

Цель изобретения - расширение д пазона и повышение точности измерений.

На фиг.1 изображено устройство для осуществления предлагаемого спсоба при измерении крутящего момен

та; на фиг,2 - то же, при измерении усилий.

Устройство для измерения крутящег момента содержит преобразователь крутящего момента, включающий ферромагнитный вал 1 в форме трубы, который намагничивается от источника 2 переменного тока, выходной ток которого модулирован по амплитуде с частотой, меньшей частоты намагничивающего тока, обмотку 3, расположенную соосно с валом 1, измерительную обмотку 4, намотанную по образующей стенке трубы и подключенную к усилителю 5, сигнал с которого подается на вход детектора 6 среднего значения, измерительную обмотку 7, расположенную соосно с намагничивающей в ее средней части и подключенную к усилителю 8, выход которого соединен с входом другого детектора 9 среднего значения. Выходы детекторов 6 и 9 подключены к блоку 10 деления, в котором сигнал, снимаем эш с детектора 6 делится на сигнал, снимаемый с детектора 9э а выходной сигнал с делителя регистрируется индикатором 1 1 .

Сущность предлагаемого способа определения усилий заключается в TOM что при условии намагничивания чувст вительного элемента под углом 45° к направлению действия главных механических напряжений, с ростом напряжений наблюдается уменьшение величины продольной составляющей индукции, измеряемой обмоткой 7, причем это уменьшение сначала незначительное, становится с ростом напряжений все более существенным. При этом знак в отличие от перпевдикулярной составляющей индукции, измеряемой обмоткой 4, для продольной составляющей не зависит от знака крутящего момента, приложенного к валу. Поэтому получаемый после блока 10 деления сигнал оказывается значительно более линей0

5

ным в зависимости от величины механической силы, причем благодаря операции делени повышается чувствительность преобразователей из-за противоположного направления изменения обеих составляющих, а также снижается погрешность преобразования за счет уменьшения величины магнитоуп- ругого гистерезиса, так как магнито- упругий гистерезис продольной и поперечной составляющих имеет один и тот же знак и порядок величины. Кроме того, погрешность гистерезиса снижается за счет модуляции по амплитуде переменного магнитного поля благодаря тому, что измеряемый сигнал есть среднее значение за период модуляции, так как за э.то время вектор индукции многократно колеблется около своего среднего значения, которое наблюдалось бы при перемагничивании без модуляции.

Устройство для измерения усилий 5 (применительно к магнитоупругому

преобразователю (прессдуктору) сжимающих усилий) содержит чувствительный элемент 1, намагничиваемый от источника 2 переменного тока, выходной ток которого модулирован по амплитуде с помощью обмотки 3, измерительные обмотки 4 и 7, одна из которых размещена в тех же отверстиях, что и обмотка 3 намагничивания, подключенная к усилителям 5 и 8 соответственно.

Принцип работы преобразователя, изображенного на фиг,2, и его блок- схема аналогичны преобразователю, изображенному на фиг„1.

0

5

0

Формула изобре1тения

1. Способ определения усилий, за- g ключающийся п намагншгавании переменным магнитным полем ферромагнитного чувствительного элемента, измерении двух сигналов, пропорциональных изменению магнитного состояния чувствительного элемента поперек и вдоль действия намагничивающего поля, при этом о величине усилия судят по от-- ношению первого сигнала к второму, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона и повьш1е50

55

ния точности измерения, магнитное поле направляют под углом 45 к линии действия усилия и периодически модулируют по амплитуде, а измеряют

313269124

сигналы, пропорциональные поперечной 2. Способ non.l, о тл ич аю- и продольной составляющим индукции, . щ Л и с я тем, -что намагничивающее после чего оба сигнала интегрируют поле модулируют по синусоидальному за период модуляции.закону .

Изобретение может быть использовано для измерения, контроля и регулирования механических усилий. Цель изобретения - расширение диапазона .и повышение точности измерений. При условии намагничивания чувствительного элемента под углом 45 к направлению действия главных механических напряжений с- ростом напряжений уменьшается величина продольной составляющей индукции, измеряемой обмоткой 7. Знак в отличие от перпендикулярной составляющей индукции, измеряемой обмоткой 4, для продольной составляющей не зависит от знака крутящего момента, приложенного к валу. Полученный после блока 10 деления сигнал оказьшается более линейным в зависимости от величины механической силы. Благодаря операции деления повышается чувствительность преобразователей из-за противоположного направления измерения обеих составляющих, а также снижается погрешность преобразования за счет уменьшения величины магнитоупругого rHctepesHca, а также за счет модуляции по амплитуде переменного магнитного поля, 2 ил. с S (Л ОХ/г.1

Редактор А.Ревин

Составитель В.Родин

Техред А.Кравчук Корректор А,Тяско

Заказ 3272/.36Тираж 776 Подписное

ВНИИГШ Государственного комитета СССР

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

- -|- -- - .1. Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг. 2