Датчик механических напряжений Советский патент 1982 года по МПК G01B7/24 

(54) ДАТЧИК МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к конструкции магнитоупругих датчиков для измерения механических напряжений. Известен магкитоупругий датчик механических напряжений, содержащий два жестко соединенных между собой П-образных магнитопровода, обмотку возбуждения, охватывающую оба мапштопровода измерительную обмотку, размещенную на одном из магнитопроводов, и дополнитель ную измерительную обмотку, размещенную на втором магнитопроводв, причем торцы полюсов второго магнитопровода расположены выше торцов полюсов перво го магнитопровода Щ . Недостатком датчика является погреш ность измерения воздушного зазора вследствие влияния потоков рассеяния магнитного потока второго магнитопрово да, заксыкающихся по первому магнитопрово ду. Наиболее близким к предлагаемомму по технической сущности является датчик механических напряжений, содержащий П-образный магнитопровод с обмоткой возбуждения, измерительными и дополнительны .чт обмотками, а также коммутатор для закорачивания дополнительных обмоток при контроле величины магнитного сопротивления под полюсами, причем обмотки возбуждения И измерительные обмотки размещены на полюсах магнитопровода, выполненных П-образными 23 Недостатком этого датчика является налигчие погрешности измерения воздушного зазора вследствие влияния магнитного сощэотивления исследуемой детали, для уменьшения которого необходимо уменьшить расстояние между частями полюса, что приводит к увеличению потока рассеяния через воздушный тфомежуток. Цель изобретения - повышение точности йзмере шй. Эта цель достигается тем, что полюса магнитопровода Бьшоллены Ш-образными, дополнительные обмотки размещены на сердечниках этих полюсов, а крайние части полюсов имеют равные площади поперечного сечения. На чертеже изображена принципиальная схема датчика. Датчик содержит П-образный мапшто провод 1, на котором размещены обмотк 2 возбуждения, измерительная 3 и дополнительная 4 обмотки:. Датчик также содержит коммутатор 5, с которым соединены дополнительные обмотки 4. Каждый полюс 6 и 7 магнитопровода 1 выполнен Ш-образным, дополнительные обмотки 4 размещены на сердечниках 8 и 9 полюсов 6 и 7, а крайние части Ю и 11 полюсов 6 и 7 имеют равные площади поперечного сечения. Датчик работает следующим образом. Магнитопровод 1.устанавливается на исследуемой детали 12. На обмотку 2 возбуждения подается переменное напряжение. Индуцированная в измерительной обмотке 3 ЭДС измеряется прибором 13 Первое измерение производится при разомкнутых дополнительных обмотках 4. При этом магнитный поток проходит через весь полюс м 1гнитопровода. По тари ровочным графикам определяется обратная величина измеренной ЭДС А, С помощью коммутатора 5 закорачиваются до полнительные обмотки 4, При этом магнитный поток проходит только ч&рез крайние части 1О и 11 полюсов 6 и 7, Таким образом, площадь воздушного зазора, а следовательно и его магнитное сопротивление изменяются в известное число раз VI , равное отношению общей площади полюсов 6 и 7 к площади крайних частей 10 и 11, Так как крайние части 10 и 11 полю сов 6 и 7 вьшолнены с равной площадью поперечного сечения, средняя длина сило вой линии магнитного поля в детали 12 не изменяется по сравне1шю с первым измерением. Затем производится второе измерение ЭДС измерительной обмотки 3, По тарировочному графику определяется обратная величина измеренной ЭДС Ал вычисляется разность А - A., которая пропорциональна магнитному сопротивлению детали 12 и не зависит от величины воздущного зазора. При выполнении, например, датчика механических напряжений из ферритового магнитопровода с расстоянием между полюсами 40 мм и отношением общей площади полюса к площади крайних стержней, равным двум, можно уменьшить погрешность от воздушного зазора по сравнению с известным в 2,5 раза. Формула изобретения Датчик механических напряжений, содержащий П-образный Магнитопровод с обмотком возбуждения, измерительной и дополнительными обмотками, а также коммутатор для закорачивания дополнительных обмоток, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерений, полюса магнитопровода выполнены Ш-образными, дополнительные обмотки размещены на сердечниках этих полюсов, а крайние части полюсов имеют равные площади поперечного сечения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 252699, кл. G01 L 1/12, 1968, 2,Авторское свидетельство СССР № 277363, кл, G01 В 7/24, 1969 (прототип),