Способ компенсации начального напряжения магнитоупругих датчиков Советский патент 1989 года по МПК G01L1/12 

Изобретение относится к силоизме- рительной технике и может быть использовано при создании магнитоупру- гих датчиков для средств автоматизации контроля усилий, веса, напряженного состояния различных конструкций.

Цель изобретения - повышение точности,,

На фиг.1 изображен датчик без выемок, в котором линия, соединяющая центры отверстий намагничивающей и измерительной обмоток с одинаковым направлением kl, перпендикулярна направлению действия измеряемой силы mm при отсутствии нагрузки, т.е. на фиг.2 - то же, с выемками; на фиг.З - то же, с выемками и при действии измеряемой силы на фиг.4- то же, без выемок, линия, соединяющая центры отверстий с одинаковым направлением обмотки kl, параллельна направлению действия измеряемой силы mn, при на фиг.З - то же, с выемками; на фиг„6 - то же, с выемками и при действии измеряемой силы Р О,

Анизотропия материала магнитопро- вода 1 датчика типа пресс-дуктор изменяет картину магнитного поля, причем это изменение эквивалентно смещению отверстий под измерительную обмотку 2. При этом даже при отсутствии усилия () силовые линии магнитного поля, создаваемого намагничивающей обмоткой 3, имеют сцепление с измерительной обмоткой 2, вследствие чего начальное напряжение измерительной обмотки не равно нулю (фиг.1 и 4).

Начальная картина магнитного поля или эквивалентное смещение отверстий под измерительную обмотку определяется, если известно положение линии kl, соединяющей центры отверстий под намагничивающую и измерительные обмотки с одинаковым направлением намотки, и угол сдвига между фазами напряжения намагничивающей обмотки и начального напряжения измерительной обмотки. Например, (фиг.1) угол сдвига между указанными напряжениями равен (близок) нулю, поскольку силовые линии магнитного поля, формируемые вокруг отверстия с витками намагничивающей обмотки, входят в зацепление с витками измерительной обмотки, а направления намотки витков в указанных отверстиях совпадают, причем линия kl перпендикулярна направлению mn приложения усилия Р. В данном случае для устранения начального напря0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

жения измерительной обмотки следует образовать выемки 4 в магнитопроводе 1 за пределами активной зоны (фиг.2). При этом силовые линии магнитного поля намагничивающей обмотки располагаются так, что суммарное потокосцеп- ление с измерительной обмоткой приближается к нулю. Приложение усилия Р к датчику приводит к вытягиванию силовых линий магнитного поля намагничивающей обмотки в направлении, перпендикулярном направлению действия усилия (фиг.З). При этом происходит увеличение сцепления магнитного поля с витками измерительной обмотки и соответствующее увеличение напряжения этой обмотки. Необходимая глубина выемок устанавливается эксперимен- тально путем постепенного ее увеличения

Рассматривают картину магнитного поля в датчике, соответствующую случаю, когда линия kl, соединяющая центры отверстий под намагничивающую и измерительную обмотки с одинаковый направлением намотки витков, параллельна направлению mn действия усилия Р (фиг.4), а угол сдвига напряжения намагничивающей обмотки и начального напряжения измерительной обмотки равен (близок) нулю. В этом случае для ликвидации начального напряжения необходимо образовать выемки 4 в пределах активной зоны магни- топровода 1 (фиг.5). При указанном расположении выемок силовые линии магнитного поля намагничивающей обмотки при отсутствии усилия . () не входят-в зацепление с витками измерительной обмотки, за счет чего исключается наведение в этой обмотке начального напряжения. Увеличение усилия Р (Р 0) приводит к вытягиванию силовых линий магнитного поля намагничивающей обмотки в направлении, перпендикулярном действию /усилия, при этом силовые линии магнитного поля входят в зацепление с витками измерительной обмотки, за счет чего обеспечивается рост напряжения измерител - ной обмотки (фиг.6).

Формула изобретения

Способ компенсации начального напряжения магнитоупругих датчиков, содержащих измерительную и намагничивающую обмотки, заключающийся в образовании выемок в магнитопроводе со

.стороны отверстий под намагничивающу обмотку, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, предварительно определяют угол сдвига между напряжением намагничивающей обмотки и начальным напряжением измерительной обмотки, а выемки располагают при взаимно перпендикулярном положении линии, соединяю- щей центры отверстий под намагничит

P-Q

1 ,2

вающую и измерительную обмотки, и направлении действия силы за пределами , активной зоны магнитопровода при совпадении фаз напряжений обеих обмоток или в пределах этой зоны при противоположных фазах, или при взаимно параллельном положении этих линий и направления соответственно в пределах или за пределами зтой зоны при совпадении или противоположных фазах.

Изобретение относится к силоизмерительной технике и позволяет повысить точность компенсации начального сигнала магнитоупругих датчиков. В магнитоупругих датчиках типа пресдуктор для компенсации начального сигнала , фаза которого совпадает с фазой напряжения намагничивающей обмотки 3, если линия KL, соединяющая центры отверстий под намагничивающую 3 и измерительную 2 обмотку с одинаковым направлением намотки витков, перпендикулярна линии MN (действия измеряемой силы P), то выполняют выемки 4, расположенные за пределами активной зоны магнитопровод 1, а при противоположных фазах - в пределах активной зоны. Если линия KL, соединяющая центры отверстий, параллельна направлению линии MN (действия силы), то при том же соотношении фаз напряжений намагничивающей и измерительной обмоток выемки 4 располагают соответственно в пределах и за пределами активной зоны магнитопровода 1 . 6 ил.

Фиг.1 I т I W

Редактор И.Дербак

Составитель В,Родин Техред М.Дидык

Заказ 1884/39

Тираж 788

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина,101

Т

Фиг. 6

Корректор С.Шекмар

Подписное