Магнитоупругий датчик механических напряжений Советский патент 1980 года по МПК G01L1/12 

и т. д.) по сравнению со свойствами материала, на котором производилась балансировка датчика, приведет к изменению полей рассеивания магнитных потоков от крайних стержней, что может привести к нарз шению первоначального равенства встречных магнитных потоков в сердечнике с измерительной обмоткой и, следовательно, к появлению сигнала в измерительной обмотке даже при отсутствии механических напряжений в контролируемом материале, что также снижает точность измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерений механических папряженнй.

Поставленная цель достигается тем, что магнитоупругий датчик механических напряжений снабжен компенсатором начального сигнала, выполненным в виде сектора кольца из ферромагнитного материала и установленным в плоскости, параллельной полукольцу с возможностью поворота вокруг его оси, и линейного перемещения вдоль этой оси, а сердечник с измерительной обмоткой неподвижно соединен с крайними стержнями.

На чертеже приведена конструктивная схема магнитоупругого датчика.

На немагнитном основании 1 закреплена часть магнитопровода датчика в виде нолукольца 2, концы которого соединены со стержнями 3, а середина - со стержнем 4 с размещенной на нем намагничивающей обмоткой 5. Сердечник 6 с размещенной на нем измерительной обмоткой 7 жестко прикреплен своими концами к крайним стержням в местах их контакта с контролируемым изделием 8. Компенсатор 9 закреплен на оси 10, установленной в центре основания.

Магнитоупругий датчик работает следующим образом.

Перед измерениями механических напряжений проводится балансировка датчика. Для балансировки датчик устанавливают на поверхность эталонного образца из изотропного материала. В намагничивающую обмотку 5 подают переменный ток. При различии магнитных сопротивлений плеч магнитопровода, состоящих из ноловин полукольца 2 и стержней 3, в сердечнике 6 появляется магнитный поток, вызванный разбалансом плеч магнитопровода. В результате в обмотке 7 появляется ЭДС, которую необходимо скомпенсировать. Компенсацию ЭДС, обусловленную разбалансом плеч магнитопровода, осуществляют за счет уравнивания магнитных сопротивлений плеч магнитонровода путем поворота компенсатора 9 вокруг оси 10. Смещение компенсатора 9 относительно середины полукольца 2 при повороте вокруг оси 10 приводит к изменению магнитных сопротивлений в плечах магнитопровода, поскольку компенсатор 9 является частью магнитопровода датчика. Поворот компенсатора 9 осуществляют до тех пор, пока ЭДС в измерительной обмотке 7 не станет равной нулю. В случае, если при полном повороте компенсатора 9, т. е. при полном смещении его на одну из ноловин полукольца 2, ЭДС не равна нулю, изменяют зазор между компенсатором 9 и полукольцом 2 в сторону уменьщения, увеличивая тем самым влияние поворота компенсатора 9 на изменение магнитного сонротивления в плечах магнитопровода датчика. Соединение концов сердечника 6 с крайними стержнями 3 в месте их контакта с контролируемым изделием 8 обеспечивает с помощьк) компенсатора 9 полное уравнивание магнитных сопротивленнй плеч магнитопровода, поскольку величина магнитного потока в сердечнике 6 нропорцнональна разности магнитных потенциалов в местах закрепления его концов и, следовательно, при установке датчика на эталонном изотропном материале равенство нулю ЭДС в измерительной обмотке 7 свидетельствз ет о равенстве магнитных сопротивлений плеч магнитопровода датчика.

Измерение механических напряжений после балансировки осуществляется аналогично измерениям с помощью известного датчика.

Магпитоупругий датчик механических напряжений обеспечивает равенство магнитных сопротивлений плеч магнитопровода датчика, т. е. их симметричность и тем самым повысить точность измерений. Кроме того, применение предлагаемого датчика позволяет исключить необходимость повторной балансировки датчика при измерениях на материалах, магнитные свойства которых отличаются от свойств эталона, на котором нроводилась первоначальная балансировка датчика, что также повышает точность измерений, упрощает процесс измерений и расширяет возможности нрактического применения предлагаемого датчика.

Формула изобретения

Магнитоупругий датчик механических напряжений, содерл ащий магнитопровод, выполненный в виде полукольца и трех стержней, расположенных по одну сторону плоскости полукольца перпендикулярно ей и соед,инённых соответственно два - с концами, а третий - с серединой полукольца, намагничивающую обмотку, расположенную на среднем стержне, и сердечник с измерительной обмоткой, соединенный своими концами с крайними стержнями, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен компенсатором начального сигнала, выполненным в

виде сектора кольца из ферромагнитного материала и установленным в плоскости, параллельной полукольцу с возможностью поворота вокруг его оси, и линейного перемещения вдоль этой оси, а сердечник с измерительной обмоткой неподвижно соединен с крайними стержнями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 603890, кл. G OIL 1/12, 24.06.1975.

2.Авторское свидетельство СССР № 351067, кл. G 01В 7/24, 06.07.1970 (прототип).