Магнитоупругий преобразователь усилий Советский патент 1981 года по МПК G01L1/12 

(54) МАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УСИЛИЙ

I

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано в приборостроении для создания аппаратуры контроля давлений, разности давлений, измерения малых усилий в хими. ческой , нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности, в автомобилестроении и хругих отраслях народного хозяйсгеа.

Известен магнитоупругий преобразователь усилий, содержащий замкнутый магнитопровод в виде консольно установленного пакета пластин из магнитоупругого материала с промежуточньп немагнитным слоем, .снабженный прорезьюдля размещения измерительных обмоток 1. При этом немагнитный слой разделяет пластины с противоположным знаком магнитострикшга.

Приложение к магнитопроводу усилия, направленного перпендикулярно плоскости пакета пластин и продольной оси пре- образсжателя, вызьшает его изгиб. При этом в пластинах на одной стороне паке-

та возникают напряжения сжатия, а на другой - растяжения, но изменение (при-, ращение) намагниченности пластин, вследствие противоположных знаков их магнитострикции, будет иметь один и тот же знак, а величина Переменного тока, проходящего через катушку, охватьгаающую пакет пластин, изменяется в определенной зависимости отдеформации магнитопровода (например, с изгибом

10 вниз - возрастает, а с изгибом вверх убьтает ),

Недостатком данного преобразователя 51вляется точность, вследствие его малой жесткости, вызванной непро15странственной конструкцией пакета пластин.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь , который содержит

20 два магнитных контура в виде двух параллельных пластин из магнитострик - шюнного материала с одинаковые знаком магнитострикпии, снабженных отверстиями для размещения измеритель ных обмоток, хвостовик для защемления на одном конце, силопередающяй элемент (опорная площадка) на другом конце, немагнитный материал, размешенный между пластинами и вьшолненный в форме стоек, соединяющих пластшш и расположенных по их контуру, при этом стойки приклеены к пласти нам, а измерительные обмотки намотаны на каждой пластине в отдельности С23. Недостатками этой конструкции преобразователя являются ограниченность измеряемого усилия в сторону меньших значений, определяемая необходимостью размещения измерительных обмоток на каждой пластине в отдельности. Цель изобретения - расши рение диапазона измерительных усилий, j Поставленная цепь достигается тем что пластины наложены друг на друга со смещением в направлении продольной оси, изогнуты относительно попе- реннрй оси так, что пластины параллель ны , при этом намагничивающая обмотк размешена на участке изгиба пластин с охватом обеих, а измерителыия охватывает их параллельные участки. На фиг, 1 изображен магнитоутщр ий преобразователь, общий вид; на фиг, 2 пластины, наложенные друг на друга со смещением в направлении продольной ОСИ} на фиг, 3 - пластины „изогнутй относительно поперечной оси. Преобразователь работает следующим образом. При нагружении преобразователя усилием Р, приложенным в направлении, пе пенд1асулярном его продолсьной и и плоскости опорной площадки 2, верхние р1абочие участки преобразователя растя- .гиваются, а нижние сжимаются, вследст вне того, что они защемлены fi хвостике крепленая 1 и опорной площадке 2. Все «змеряёмое усилне Р преобразуется в напряжение растяжения верхнё го магнитнеи о контура и напряженна сжатия нижнего, так как других элементов, воспринимающих его, нет При приложении к зажимам намагн чиваюшей обмотки 3 nepefM ffioro напряжения питания в магнитных контурах наводятся магниттаае noTOKHt причем на рабочих участках, охватываемых измерительной обмоткой 4 к которой подключен покаэывакшшй прибор, онн направлены встречно , вследст вие изгибов пластины с соответствующим расположением намагничивающей обмотки 4 на изгибе пластин с охватом двух контуров при отсутствии усилия () суммарный магнитный поток, пронизьтающий измерительную обмотку, взаимно вычитаясь, тоже равен нулю,(так как оба магнитных контура имеют равные магнитные сопротивления) И выходной сигнал отсутствует. При приложении усилия Р магнитный поток нижнего магнитного контура увеличивается на дф , пропорционально приложенному усилию, а верхнего уменьшается на дф. Поскольку измерительная обмотка охватьюает магнитные контуры со встречным направлением магнитных потоков, суммарный магнитный поток величиной +) в измерительной обмотке напряжение, пропорциональное суммарному приращению магнитного потока, т.е. пропорциональное : усилию Р. Это напряжение и является выходным сигналом магнитоупругого преобразо1ватепя усилия. При ётом диапазон измеряемых усилий расщиряется в сторону меньших значений, за счет исключения измерительной обмотки из зазора между контурами, ормула изобретения Магнитоупругий преобразователь усилий, содержащий два магнитных контура, каждый в виде пластины из маг- нитострикционного материала с одинаковым знаком магнитострикции с отверстием, через которое пропущень обмотки, хвостовик и опорную площадку, установленные между пластинами на противоположных концах продольной оси преобразователя, отличающийся тем, что, с целью расщирения диапазона измеряемых усилий, пластины наложены друг на друга со смещением в направлении продольной оси, ИЗОГНУТЫ относительно поперечной оси так, что пластины параллельны, при этом намагничивающая обмотка размещена на участке изгиба пластин с охватом обеих, а измеритетшная - хватьшает их параллеяьгные участки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Туманю М, Н, Магнитоупругие датчики в автогматике, Киев, Техника, 1972j с, 108-112. 2.Авторское свидетельство СССР № 521479 кл,С|011 1/12, 25,63,75 (прототип).

X

гУ

.2

fPas.