Магнитоупругий датчик силы

Магнитоупругий датчик силы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюэ Саввыииа

Сециааистичееиик ресаубяии

G 01 L 1/12

Государственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытнй (53} УДК 531.781 (088.8) Опубликовано 050479. Бюллетень % 13

Дата опубликования описания 0604.79 (72) Авторы изобретения

A.Ô.Õoõëîâ, В.В.Киреев, В.И.Попадько, В.А.Журавлев и Д.Н.Попов (73) Заявитель

Московский институт электронного машиностроения (54) МАГНИТОУПРУГИИ ДАТЧИК СИЛЫ

Изобретение относится к весоиэмерительной технике, а более конкретно — к устройству магнитоупругих датчиков силы, предназначенных для автоматизации производственных процессов на транспорте, в металлургии, в нефтяной и горнодобывающей промышленности, преимущественно там,где требуется повышенная надежность в особо тяжелых условиях эксплуатации.

Известны магнитоупругие датчики силы, содержащие магнитный сердечник в виде пакета пластин .из магнитоани" зотропного материала. Пластины имеют четыре отверстия, которые расположены по углам квадрата или прямоугольника. В отверстия помещены обмотка возбуждения и измерительная обмотка так, что измеряемая нагрузка прикладывается цод углом 45 к плоскости © каждой обмотки (13.

Иэ-за магнитой асимметрии датчика сигчал измерительной обмотки не равен нулю и в отсутствие измеряемой нагрузки.

26

Этот недостаток устранен в магнитоупругом датчике силы, содержащем сердечник из пластин магнитоаниэотропного материала, который собран так, что направление легкого намагни- ® чения для одной части .пластин совпадает с направлением измеряемого усилия, а для другой части пластин— .перпендикулярно ему P) .

Известный магнитоупругий датчик содержит магнитный сердечник в виде пакета пластин из магнитоанизитропного материала, расположенных в пакете так, что направление части пластин совпадает, а другой части пластин перпендикулярно направлению измеряемого усилия, и имеющих четыре отверстия, расположенных по углам квадрата, в которые помещены обмотка возбуждения и измерительная обмотка.

В этом магнитоупругом датчике, магнитную цепь которого можно представить в виде. уравновешенного в отсутствие измеряемого усилия магнитного моста, действие нагрузки приводит к изменению магнитной проводимости пары противоположных плеч носта, магнитная проводимость другой пары плеч остается практически неизменной. Это приводит к тому, что чувствительность магннтоупругого датчика относительно мала; кроме того, материал магннтопровода используется неполностью, поскольку рабочими являются только два плеча.

3 6559

Цель изобретения — повышение как чувствительности, так и коэффициента

13 4 гнх .напряжений сжатия. Магнитная проницаемость зоны m у: еньшается. Доля магнитного потокаФ, создаваемого обмоткой возбуждения, распространяющаяся между прорезями 12,13, уменьша ется.

В отсутствие действия измеряемого усилия магнитные потоки одинаковы.

Сигнал обмотки возбуждения пропорционален разностиЩ-а и равен нулю.

Магнитная цепь предложенного магнитоупругого датчика силы, представленная на фиг.4, содержит узлы а« аЭ, аз, а4, соединенные ветвями провоД мостей ЧЦ, 92Э 9З4, g4 glg, 9У.

В отсутствие измеряемого усилия магнитные проводимости ветвей g u

gag одинаковы. При действии измеряемого усилия магнитная проводимость ветви g, увеличивается, а магнитная проводимость ветви дЭ4 уменьшается.

Соответственно увеличивается магнитный поток ф, ветви gla а магнитный потоксЬ ветви g>4 уменьшается. Сигнал измерительной обмотки пропорционален, разности потоковсЬ -ф <и увеличивается с увеличением приложенного усилия.

Предложенный магнитоупругий датчик обладает повышенной чувствительностью. При этом повышается коэффициент использования материала сердечника. Кроме того, улучшается линейность статической характеристики магнитоупругого датчика, поскольку в зонах между прореэямн сглаживается влияние концентрации упругих напряжений около отверстий, Повышение чувствительности и одновременное улучшение линейности характеристики магнитоупругого датчика позволяют существенно упростить электронные узлы взвешивающих, систем, использующих магнитоупругий датчик силы в качеотве первичного преобразователя, повысить таким образом надежность систем, снизить их стоимость.

ФормУла изобретения использования материала. указанная цель достигается тем, что в известном магнитоупругом датчике силы, имеющем магнитопровод в виде пакета пластин из магнитоанизотропного материала, расположенных в пакете, так, что направление легкого намагничивания частй пластин совпадает, а другой частя пластин перпендикулярно измеряемому усилию, и имеющих отверстия, в которых раз-, мещены обмотки, указанные отверстия

1 в пластинах попарно соединены прорезями вдоль направления легкого намагничения пластин.

На фиг. 1 изображен внешний вид предложенного магнитоупругого датчика с частичным. вырезом его серцечника для лучшего показа конструкции; на фиг. 2 изображена пластина нэ пакета сердечника предложенного магнитоупругого датчика, направление легкого намагничения которой перпендикулярно направлению измеряемого усилия; на фиг. 3 — пластина, направление легкого намагничения которой параллельно измеряемому усилию, на фиг. 4 — схема магнитной цепи магнитоупругого датчика в виде ненаправленного графа.

Сердечник 1 датчика набран из пластин магнитоанизотропнсго материала, например электротехнической холоднокатаной стали. Пластины расположены в пакете сердечника так, что направление легкого намагничения час- 35 ти пластин, например пластины 2 (показано стрелхой N<) перпендикулярно направлению измеряемого усилия Р.

Направление легкого намагничения другой части пластин, например пластины 3 (показано стрелкой йд) параллельно направлению измеряемого усилия. В пластинах 2,3 имеются отверстия 4-7, в которых уложены обмотка возбуждения 8 и измерительная обмотка 9. Пластины с направлением легкого намагничения Nj имеют прорези 10, 11, соединяющие соответственно пары отверстий 5-4 и 6-7. Пластины с направлением легкого намагничивания Ий имеют прорези 12,13,которые соединяют отверстия 4-7 и 5-6.

Работа датчика поясняется фиг.24. Действие нагрузки P приводит к тому, что эона и пластины 2 между парой перпендикулярных направлению Р прорезей 10,11 находится под действием упругих сил растяжения. Магнитная проницаемость зоны и увеличивается.

Доля магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения, распространяющаяся между прорезями 10,11 увеличивается.

Зона m пластины 3 между парой па.раллельных действию нагрузки P прорезей находится под действием упруМагнитоупругий датчик силы, жащий магнитопровод в виде пакета пластин из магйитоанизотропного материала, расположенных в.,пакете так, что направление легкого намагничения части пластин совпадает, а другой части пластин перпендикулярно измеряемому усилию, и имеющих отверстия, в которых размещены обмотки, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности, отверстия в пластинах попарно соединены прорезями вдоль направления легкого ,намагничения пластин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент COLA 92895332, кл. 73-141, 1959 °

2. Шевченко Г.И. Магнитоаниэотропные датчики, М., 1967, с ° 33. б 559 13

4 . f а>

4иг. 4

Составитель Г.Магсягин

Техред З.Фанта Корректор М.Пожо

Редактор Б.Федотов

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 1501/31 Тираж 1089 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5