Магнитоупругий датчик растягивающих усилий Советский патент 1993 года по МПК G01L1/12 

Изобретение относится к силоизмери- тельной технике и может быть использовано в весоизмерительных и дозирующих устройствах, в системах автоматического управления технологическими процессами.

Цель изобретения - повышение чувствительности устройства.

На чертеже показан общий вид магни- тоупругого датчика растягивающих усилий.

Магнитоупругий датчик растягивающих усилий содержит магнитопровод 1, выполненный из ферромагнитного материала с зазором 2, по обе стороны которого расположены бтверстия 3 для приложения измеряемого усилия. Магнитопровод 1 выполнен в виде соосно расположенных и смещенных относительно друг друга в осевом направлении двух идентичных незамкнутых цилиндрических колец 4 и 5, идентичные концы которых соединены друг с другом соответствующими перемычками 6 и 7. Незамкнутые цилиндрические кольца 4 и 5 вместе с перемычками 6 и 7 образуют замкнутый для магнитного потока обмоток магнитопровод 1. Вдоль средних линий на каждом из колец 4 и 5 между перемычками 6 и 7 имеется ряд отверстий 8, в которых размещена измерительная 9 обмотка, витки которой, проходя через отверстия 8, охватывают внешние участки колец 4 и 5. В отверстиях 8 каждого из колец 4 и 5 размещена также другая измерительная 10 обмотка, витки которой, проходя через отверстия, охватывают внутренние участки колец 4 и 5. На каждом из колец 4 и 5 магнитопровода 1 между перемычками 6 и 7 размещена намагничивающая 11 обмотка, витки которой охватывают все сечение колец 4 и 5. Измерительные обмотки 9 и 10 включены между собой по- следовательно-встречно и подключены к измерительной схеме, а намагничивающая t1 обмотка подключена к источнику переменного напряжения (на чертеже не показано).

ё

00

со о

Јь О

VI

Магмитоупругий датчик растягивающих усилий работает следующим образом.

При отсутствии растягивающего усилия ЭДС измерительных обмоток 9 и 10 взаимно компенсируются и сигнал на выходе датчика равен нулю. Измеряемое растягивающее усилие прикладывается к пальцам (на чертеже не показаны), размещенным в отверстиях 3 таким образом, чтобы линия его действия лежала в плоскости, касательной к средним линиям цилиндрических колец 4 и 5 и была бы перпендикулярна оси магнито- провода 1. Под действием этого усилия во внутренних участках цилиндрических колец 4 и 5 возникают растягивающие напряжения, а во внешних участках колец-1- сжимающие механические напряжения. Магнитная проницаемость на одних участках ветвей увеличивается, а на других - уменьшается (зависимость от характера напряжений и знака магнитострикции материала магнитопровода) и, соответственно, изменяется индуктивность измерительных обмоток 9 и 10 и, следовательно, на выходе

0

5

0

датчика появляется разностный сигнал, пропорциональный измеряемому усилию. Формуламзобретения Магнитоупругий датчик растягивающих усилий, содержащий незамкнутое цилиндрическое кольцо, на каждом конце которого выполнено отверстие для приложения измеряемого усилия, и намагничивающую и измерительную обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен вторым1 незамкнутым цилиндрическим кольцом, идентичным с первым и соосно с ним расположенным, и двумя перемычками, образующими совместное незамкнутыми цилиндрическими кольцами замкнутый, магнитопровод, при этом незамкнутые цилиндрические кольца смещены относительно друг друга в осевом направлении, их идентичные концы соединены друг с другом соответствующей перемычкой, а намагничивающая и измерительная обмотки размещены на каждом незамкнутом цилиндрическом кольце между перемычками.

Использование: в весоизмерительных и дозирующих устройствах, а также в системах автоматического управления технологическими процессами. Сущность изобретения: датчик содержит соосно расположенные, идентичные, незамкнутые, цилиндрические кольца, на каждом конце которых выполнено отверстие для приложения измеряемого усилия. Кольца смещены относительно друг друга в осевом направлении, а их идентичные концы соединены друг с другом соответствующей перемычкой. Кольца и перемычки образуют замкнутый магнитопровод. На каждом незамкнутом цилиндрическом кольце между перемычками размещены намагничивающая обмотка и измерительная обмотка, образованная последовательно-встречно включенными обмотками. 1 ил.

11

10ю