Устройство для измерения силы тяги электромагнитов Советский патент 1979 года по МПК H01F7/13 

1

Изобретение относится к измерительной технике, а точнее - к устройствам для определения тяговых характеристик электромагнитных механизмов системы автоматики.

По основному авт. св. № 318069 известно устройство, используемое преимущественно в экспериментальных лабораториях для измерения силы тяги электромагнитов. Это устройство выполнено в виде комплекта измерительных датчиков силовой установки и регистрирующих приборов, например двухкоординатных самописцев. Подвижные основания подвижных частей электромагнита связаны с приводными механизмами, вращающими ходовые винты нодвижных оснований; по одному из оснований передвигается закрепленный на ней якорь исследуемого электромагнита с требуемой скоростью, а другое основание обеспечивает постоянство суммарного зазора между подвижными частями магнитной цепи исследуемого электромагнита. Эта особенность позволяет производить измерения силы тяги электромагнитов одновременно в двух рабочих воздушных зазорах.

Известное устройство позволяет получить тяговую характеристику электромагнита, магнитная система которого состоит из одной неподвижно п двух подвижных частей путем вычитания двух зависимостей, получаемых регистрирующими приборами, т. е. получение зависимости силы тяги электромагнита между неподвижной и подвижной частями от величины зазора между ними получается путем вычитания из суммарной зависимости силы, действующей на подвил ную часть в обопх зазорах силы взаимодействия только между подвижными частями, вычитание осуществляется вручную, последующее построение зависимости силы взаимодействия экспериментатор вынужден производить также вручную.

Целью дополнительного изобретения является повышение скорости и точности измерений.

Это достигается тем, что в устройстве для измерения силы тяги электромагнитов по авт. св. 318069 установлены дополнительно два тензометрических датчика на упругих элементах так, что подвергаются деформация и противоположных знаков. Датчики соединяются носледовательно. В комплект приборов дополнительно введен дополпительный регистрирующий прибор (двухкоординатный самописец), к которому подключены через дополнительный усилитель указанные тензодатчикп.

На чертеже изображена блок-схема устройства для измерения силы тяги электромагнитов.

Подвижные части 1 и 2 испытуемой электромагнитной системы с помощью упругих элементов 3, 4, 5, 6, например плоских пружин, прикрепляются к подвижным основаниям 7 и 8. Между закрепленной частью 9 и подвижной частью 1, а также между иодвнжными частями 1 и 2 магнитной системы образуются два воздушных зазора, величина которых может изменяться путем передвижения оснований 7 и 8. Основания приводятся в движение приводными механизмами, состоящими из электродвигателей 10, 11, связанных с основаниями 7, 8 винтовыми передачами 12, 13.

Размещенные на подвижных основаниях 7, 8 упругие элементы 3 или 4, 5 или 6 связаны с тензометрическими датчиками 14, 15 и через усилители 16, 17 соединены с регистрирующими приборами (двухкоординатными самописцами) 18 и 19 соответственно.

Для определения положения подвижных частей 1 и 2 магнитной системы предусмотрены датчики положения 20 и 21. Датчик 20 соединен через усилитель 22 с регистрирующими приборами 18, 19 и дополнительным регистрирующим прибором 23. Датчик 21 соединен с приводным электродвигателем 11. Через дополнительный усилитель 24 к дополнительному регистрирующему прибору 23 подключены два дополнительных тензометрических датчика 25 и 26, соединенные последовательно между собой.

Тензометрические датчики 25 и 26 наклеиваются на противоположные стороны упругих элементов 4 и 5.

Устройство работает следующим образом.

На обмотки, нанесенные на подвижные части 1, 2 и на закрепленную часть 9 исследуемого электромагнита, подается напряжение. С помощью электродвигателя 10 и винтовой передачи 12 приводится в движение подвижное основание 7 и изменяется величина воздушного зазора между закрепленной частью 9 н подвижной частью 1.

Под действием тягового усилия электромагнита подвижная часть 1 изменяет свое положение относительной частей 2 и 9. Упругие элементы 3 и 4 изгибаются в соответствии с равнодействующей сил, приложенных к нодвижной части 1 в обоих зазорах магнитной системы. При движении нодвижной части 1, на подвижную часть 2 также будет действовать сила, приводянхая к изгибу упругих элементов 5 и 6.

Датчик 25 выдает на усилитель 24 сигнал, пропорциональный равнодействующей сил, приложенных к подвижной части 1 в обоих зазорах; с датчика 26 на усилитель 24 будет поступать сигнал, пропорциональный силе взаимодействия между частями 1 и 2, в зависимости от положения части 1. При этом тензометрический датчик 26 установлен на упругом элементе 5 таким образом, что подвергается деформации, нротивопололшой по знаку деформации тензометрического датчика 25.

Так как тензометрические датчики 25 и 26 включены последовательно, то суммарный сигнал, постунаюни1Й с усилителя 24 на регистрирукнцнй прибор 23, пропорционален тяговому усилию в зазоре между частями 9 и 1. На вход рег11С1риру Ощего нрнбора (двухкоординатного самописца) 19 ноступает сигнал от датчика положения 20. Таким образом, нри соответствующей калибровке устройства может быть получена с помощью двухкоординатного самонисца кривая силы взаимодействия между частями 9 и 1, в зависимости от величины зазора между последними.

Датчик 14, аналогично датчику 25, выдает на регистрирующий прибор 18 сигнал, пpoпopциoнav ьный равнодействующей сил, приложенных к части 1 в обеих зазорах. Датчик положения 20 выдает па регистрирующий прибор 18 сигнал, пропорциональный неремещению части 1. Таким образом, регистрирующий прибор

18воспроизводит зависи.мость силы в зазоре между частями 9 и 1 от- положения части 1.

Соответствующий сигнал, выдаваемый тензометрическим датчиком 15, аналогичный сигналу тензометрического датчика 26, иоступает на один вход регистрирующего прибора (двухкоордипатного самонисца) 19, а на другой вход этого прибора поступает сигнал с датчика 20 положения. Таким образом, регистрирующий прибор

19воспроизводит кривую зависимости силы в зазоре между подвижными частями 1 и 2

от положения части 1.

Приводной механизм с электродвигателем 11 обеспечивает постоянство зазора между подвижными частями 1 и 2 с помощью следящей системы в комплекте с датчиком положения 21 (следящая система не показана).

Использование изобретения позволит получать с номощью регистрирующего прибора, например двухкоординатного самописца, кривую силы взаимодействия между подвижной и неподвижной частями исследуемого электромагнита. При этом достигается экономичность измерений npi; онределении тяговых характеристик электромагнитов и повышается быстрота и точност1 .

Фор м у л а изо б р е т е н и я

Устройство для измерения силы тяги электромагнитов по авт. св. Л 318069, отличающееся тем, что, с целью повыщсния скорости и точности измерений, устройство снабжено по крайней мере двумя дополнительными тензометрическими датчинами, усилителем и регистрирующим прибором, причем дополнительные тензометрические датчики установлены на упругих элементах так, что подвергаются деформациям

противоположных знаков, соединены между собой последовательно и подключены через дополнительный усилитель к дополнительному регистрирующему прибору.

; b

/J

..,J