Магнитоупругий дифференциальный дина-mometp

Магнитоупругий дифференциальный дина-mometp

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

1)))847081 ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 1601,80 (21) 28686jj/18-10 с присоединением заявки ¹â€” (51)М. Кл.З

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий.G 01 L 1/12 (23) Приоритет—

Опубликовано 150781. Бюллетень 1чо 26 (5З) Уд< 5н.j81 (088.8) Дата опубликования описания 150781

A.Ô. Хохлов, В. В. Киреев, В. A. Х(уравлев, Д.Н.Попов и В.И.Попадько (72) Авторы изобретения

Московский институт электронного машинодТр (71) Заявитель (54) МАГНИТОУПРУГИЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ

ДИНАМОМЕТР

Изобретение относится к весоизмерительной технике, а именно к устройствам для измерения разности сил и может быть использовано, например, в автоматизированных системах взвешивания и дозирования в черной металлургии при взвешивании и дозировании шихтовых материалов.

Известны магнитоупругие динамометры, содержащие магнитоупругий сердечник, помещенный в корпус, воспринимающий измеряемую нагрузку. На сердечнике расположень". обмотка возбуждения, соединенная с генератором переменного тока и измерительная обмотка, соединенная с прибором, по показаниям которого судяг о величине приложенной силы L1) . . Недостаток известных динамометров (-- невозможность измерения разности приложенных сил.

Наиболее близким по технической сущности является магнитоупругий дифференциальный динамометр, содержащий замкнутый стержневой магнитопровод с тремя обмотками, одна из которых питается переменным током постоянной частоты, а две другие ., расположены на разных ветвях магнитопровода, подвергаемых неодинаковыМ нагрузкам для создания в магнитопроводе различных по величине местных напряжений. Обмотки включены дифференциально для получения на выходе напряжения, величина которого является фунНцией разности указанных нагрузок (2$.

Существенным недостатком данного устройства является наличие разомкнутого типа магнитопровода.чувствительного элемента и, как следствие, малая чувствительность преобразователя.

Цель изобретения — повышение чувствительности измерения разности двух сил.

Эта цель достигается тем, что динамометр снабжен корпусом, выполненным в виде полого цилиндра и фиксирующей пластины с круговым вырезом, в который помещен этот цилиндр, своей осью перпендикулярно пластине, а магнитопровод выполнен в виде двух сердечников, запрессованных в полый цилиндр у его торцов, так, что продольная ось сердечников совпадает с плоскостью приложения сил, при этом обмотки возбуждения и измерительная выполнены каждая из

ЗО двух секций, размещенных на обоих

847081 сердечниках, причем секции обмотки возбуждения соединены параллельно, а секции измерительной обмотки последовательно и встречно.

Кроме того, с целью регулирования начального сигнала измеритель5 ной обмотки, фиксирующая пластина выполнена с возможностью перемещения вдоль оси цилиндра.

На фиг.1 изображена конструкция предложенного магнитоупругого диф- )p ференциального динамометра, внешний вид, с вырезом; на фиг.2 - схема электрического соединения обмоток динамометра и их подключения к генератору и прибору; на фиг.3 — статические характеристики магнитоупругих сердечников и всего устройства.

Магнитоупругий дифференциальный динамометр (фиг.1) содержит корпус

1, помещенный в фиксирующую пласти-. ну 2 с круговым вырезом. Корпус 1 выполнен в виде полого цилиндра. Магнитоупругие сердечники 3 и 4 запрессованы в расточку цилиндра у его торцов так, что продольные оси (показаны штрих-пунктирной линией) 25 сердечников 3 и 4 совпадают с линией действия сил P u Q (направления действия сил Р и Q показаны стрелками). Обмбтка возбуждения состоит из двух секций 5 и 6. Секция 5 раз- у) мещена на сердечнике 3, секция 6 размещена на сердечнике 4. Измерительная обмотка состоит из секций 7 и 8. Секция 7 размещена на сердечнике 3, секция 8 размещена на сердечнике 4. Секции обмотки возбуждения 6 и 5 соединены параллельно и подключены к генератору 9 переменного тока (см.фиг.2) ° Секции 7 и 8 измерительной обмотки соединены последовательно и встречно и подключены к измерительному прибору 10.

В.настоящем устройстве используется эффект распределения механических напряжений в полом деформируемом цилиндре, одно из поперечных се- 4 чений которого фиксируется (например, при помощи пластины с круговым вырезом). При сжатии одного конца полого цилиндра его сечение в данной плоскости принимает эллипсовидную щ форму -с большой осью в направлении, перпендикулярном линии действия силы, а сечение противоположного кон-. ца цилиндра принимает эллипсовидную .форму с большой осью в направлении, параллельном линии действия силы.

При Этом сечение цилиндра в плоскости фиксирующей пластины остается неизменным (деформания типа бабочка или сплющивание трубы в стенке ).

Таким образом, деформируемый кор- dO пус в виде полого цилиндра с запрессованными в его торцах сердечниками магнитопровода помещенный в фиксирующую пластину, передает механическое усилие (деформацию) одного 65 сердечника другому с обратным знаком.

В случае действия двух сил к каждому магнитоупругому сердечнику прикладывается разность измеряемых сил.

Наилучший эффект использования механических свойств корпуса дифференциального динамометра проявляется при использовании в качестве материала корпуса упругих сталей в следующих соотношений геометрических размеров.

1. =09- » a„ а = O,6 —. 0,8 а„, где L — длина цилиндрического корпуса; йн — наружный диаметр цилиндра;

6 — внутренний диаметр цилиндра (при этом толщина фиксирующей пластины находится в пределах 1,5 — 2 к толщине стенок полого цилиндрического корпуса).

Магнитоупругий дифференциальный динамометр работает следующим образом.

В отсутствие действия сил Р и Q на.магнитоупругие сердечники 3 и.4 действуют начальные усилия прессовой посадки Рр и О„ причем величина

Ро и О составляет максимальную величину разности измеряемых сил P u

Q. При этом в секциях 7 и 8 измерительной обмотки наводится напряжение и Upp и <) 0.Пepeмeщaя фиксирующую пластину 2 вдоль оси цилиндра 2 можно добиться выполнения условия

U„p = Ugp. Тогда выходное напряжение динамометра U будет равно нулю (см. .фиг.3), поскольку измерительные обмотки соединены последовательно и встречно. Если на торец корпуса с запрессованным магнитоупругим сердечником 3 действует сила P а на торец корпуса с запрессованным сердечником

4 действует сила Q (пусть для определенности выполняется условие P)Q), то напряжение U„ наводимое в секции

7, увеличится на величину д U, напряжение U< наводимое в секции 8 уменьшится на величину Up. Поэтому напряжение на выходе устройства будет равно Ь U ãäå g U можно найти из соотношения

ЛЛ = Ь.U -aU, Поскольку напряжения наводимые в секциях измерительной обмОтки связаны с приложенными силами P u Q. соотношениями

qU„=k„(P-Q) y U =k<(Q-Р); (P)Q bU

<2) то при выполнении условия .k =k где

k. и kg чувствительности магнитоупругих сердечников 3 и 4 будет справедливо соотношение

4U=Q (Р-Q) k (Q-.P) =2k (P-Q)=2k (P-Q), ($) где 2k - чувствительность динамометра.

849081

Формула изобретения фиг. 2

10 ЗОВ

Из соотношения (3) видно, что . чувствительность динамометра B два раза превышает чувствительность магнитоупругого сердечника при измерении разности сил.

Дифференциальный магнитоупругий динамометр помимо повышенной чувствительности .обладает также рядом дополнительных преимуществ. K .ним от носится независимость показаний ди намометра от, теплового режима, простота и технологичность конструкции делающие устройство более надежным и дешевым.

1. Магнитоупругий дифференциаль- ный динамометр, содержащий замкнутый магнитопровод с обмотками возбуждения и измерительной, и генератор переменного тока, о т л и ч а.ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности измерения разности двух сил, он снабжен корпусом, выполненным в виде полого цилиндра, и фиксирующей пластины с. круговым вырезом, в который входит ось этого цилиндра, перпендикулярно пластине, а магнитопровод выполнен в виде двух сердечников, запрессованных в .полый цилиндр у его торцов, так, что продольная ось сердечников совпадает с плоскостью приложения сил, при этом обмотки возбуждения и измерительная выполнены каждая из двух секций, размещенных на обоих сердечниках, причем секции обмотки возбуждения соединены параллельно, а секции измерительной обмотки — последовательно и встречно.

2. Динамометр по п.1 о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью регулирования начального сигнала измерительной обмотки, фиксирующая плас1 тина выполнена с воэможностью перемещения вдоль оси цилиндра.

Источники информации

20 принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 2895332, кл. 73-141, 21.07.69.

2. Авторское свидетельство СССР

М 98177, кл. G 01 L 1/12, 09.06.51

25 (прОтОтип) е

ВНИИПИ Заказ 5468/64

Тираж 907 Подписное

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