Магнитоупругий тензодатчик Советский патент 1980 года по МПК G01B7/24 

1

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению механических напряжений и деформаций твердых тел электрическими средствами. Оно может быть использовано при исследованиях маломасштабных моделей сложных сооружений.

Известны тензорезисторные датчики механических напряжений и деформаций, содержаш,ие подложку и тензочувствительный элемент, наклеенный на подложку и выполненный из проволоки, фольги или полупроводника 1.

Недостатком известных тензодатчиков является влияние их жесткости на распределение напряжений в объектах, если модуль упругости объекта существенно меньше модуля упругости тензочувствительного элемента.

Наиболее близким к изобретению по технической суш,ности и достигаемому результату является магнитоупругий тензодатчик, содержащий замкнутый магнитоировод из ферромагнитной тонкой пластины с участком, закрепляемым всей поверхностью с помощью клея на испытываемом объекте. Магнитопровод охватывает обмотка 2J.

Однако, при таком выполнении датчика его жесткость тоже оказывает существенное влиянир на распределение механических напряжений в объекте, если объект выполнен из материала с модулем упругости, существенно меньшим, чем модуль упругости материала магнитопровода.

Цель изобретения - повышение точности результатов измерений путем уменьщения влияния жесткости датчика на механические напряжения в объекте.

Это достигается тем, что магнитопровод изготовлен из магнитодиэлектрика, содержащего следующие компоненты, масс, ч:

Олйгодиенуретандиэпоксид

(ИДИ-ЗАК)100

Эпоксидно-анилиновая смола

(ЭА)40

Нолиэтиленполиамин (ПЭПА)12

Фенолформальдегидные микросферы (ФФЛ1.)16

Железный порошок200

Выполнение магнитопровода тензодатчика из магнитодиэлектрика, в частности, указанного состава, позволяет обеспечить малзю жесткость магнитопровода благодаря малому модулю упругости магнитодиэлектрика и повыспть точность результатов измерений путем уменьшения влияния жесткости датчика на распределение мехапических напряжений в объекте.

На чертеже схематически показан предложенный тензодатчик.

Магнитоупругий тензодатчик содержит магнитопровод 1 замкнутой формы, который охвачен обмоткой 2. Участок 3 магнптопровода предназначен для закрепления на испытываемом объекте 4. Магнитопровод 1 изготовлен из магнитодиэлектрика с малым модулем упругости. Использование для магнитопровода магнитодиэлектрика состава, масс, ч.:

ПДИ-ЗАК100

ЭА40

ПЭПА12

ФФМ16

Железный порошок200

обеспечивает получение модуля упругости, МПа 230, коэффициента Пуассона 0,2 и логарифмического декремента затухания колебаний 0,31. Коэффициент тензочувствительности такого тензодатчика равен 10-20.

Датчик работает следующим образом. Для измерения деформаций датчик наклеивают на объект 4 участком 3 с помощью клея, обладающего малой жесткостью после высыхания, например с помощью массы того же состава, что и материала магнитопровода. Электрические выводы обмотки 2 соединяют с измерительным прибором 5. При деформации объекта 4 участок 3 магнитопровода деформируется вместе с ннм. Это вызывает изменение магнитной проницаемости материала участка 3 магнитопровода 1, а также изменение индуктивности обмотки 2, которое и принимают за меру для измеряемых деформаций.

Поскольку модуль упругости магнитодиэлектрика, из которого изготовлен МРГнитопровод 1, существенно меньше модуля упругости ферромагнетиков, то влияние жесткости тензодатчика на распределение напряжений в объекте невелико, что обес1LШШJЪ;Ц1ШJJM/ . g

Л ™

.,

печивает повышение точности результатов измерений.

Использование предложенного тензодатчика нри динамических испытаниях маломасштабных моделей, например плотин, нозволяет более точно получить картину распределения динамических напряжений, частоты н формы собствепных колебаний модели, что обеспечивает повышение надежности и долговечности моделируемых крупных сооружений.

Формула изобретения

Магнитоупругий тензодатчик, содержащий замкнутый магнитопровод с участком, закрепляемым всей поверхностью на испытываемом объекте, и обмотку, охватывающую магнитопровод, отличающийся тем, что, с целью повышения точности результатов измерений путем уменьшения влияния жесткости датчика на механические напряжения в объекте, магнитопровод изготовлен из магнитодиэлектрика, содержащего следующие компоненты, масс, ч.:

Олигодиенуретандиэпоксид

(ПДИ-ЗАК)100

Эпоксидно-анилиновая смола40

Пол иэтиленпол намин

(ПЭПА)12

Фенолформальдегидные микросферы (ФФМ)16

Железный порошок200

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Тензометрия в машиностроении. Справочное пособие под ред. Р. А. Д карова, М., «Машииостроение, 1975, с. 15, рис. 7.

2.Гуманюк М. Н. Магнитоупругие датчики в автоматике. Киев, «Техника, 1972, с. 159, рис. 89 (нрототип).

±:::Р