Преобразователь механических усилий в электрический сигнал

(5) зГкл С 01 1. 3/1 явки Ж с прнсоединени даретеенный намнтатСИРделам нэобрвтеннйн аткрмтнй 23) Приоритет Опубликовано 15,02,79,Бюллетень6 Дата опубликования опнсання 15.02.79 3) УДК 531,781г (088,8) 2) Авторы изобретени М. Стронгин, В рков и А. М, Ха следовательский институт механики) Заявите аучн 54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МЕХАНИЧЕСКИХ УСИЛИЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ 2 Целью изобр выходного сиги усилий скручива Цель достига лагаемом преоб рительно напря противоположнь разующей корп мент соединен с ней.является увеличение иапазона изме ения Изобретение относится к области силоизмерительной техники, в частности к устройствам для измерения усилий скручивания бурильных труб в процессе бурения.Известные магнитоупругие датчики кру.тяшего момента, содержащие чувствительный элемент и неподвижную кольцевую электромагнитную систему, не обеспечивают требуемой надежности при работе в агрессивнойсреде .30Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является преобразователь механических усилий в элект.рический сигнал, содержащий цилиндрический корпус, возбуждающую систему,на постоянных магнитах, силопередающнй элемент, измеритель индукции магнитного поляи магнитоупругий чувствительный элемент,выполненный в виде стержней, механическисоединенных одними концами с разноименными полюсами постоянных магнитов возбуждающей системы 2. Преобразовательне обеспечивает требуемой величины выход.ного сигнала и обладает ограниченным диапазоном измерения,етенияала и дния.ется за счет того, что в предразователе стержни предважены и наклонены попарно в е стороны относительно обусаа силопередающий эледругими концами всех стержНа чертеже показан предлагаемый преобразователь.Преобразователь механических усилий в электрический сигнал содержит корпус 1 из немагнитного материала, стержни 2, 3, 4, 5 магнитоупругого чувствительного элемента, которые расположены в наклонных каналах корпуса, причем направления наклона кайалов противоположны для кэждой пары диаметрально расположенных стержней магнитоупругого чувствительного элемента. Стержни расположены таким образом, что их верхние. концы симметрично распределены в плоскости, перпендикулярной оси датчика, Стержни опираются на магниты б, , 8, 9, полюса которых чередуются через один. Магниты 6 - 9 расположены йа замы647562 ИИПИ Закаэ 294/35 Тираж 1 С 89 Подписное иал ППП Патентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 кателе 10, изготовленном из ферромагнитного материала, Силопередающий элемент вы- полнен в виде винтов 1, 12, 13, 14, служа" "щих "одновременио для создания в стержнях предварительного механического напряжения. По оси преобразователя на уровне верхних торцов стержней расположен измеритель индукции магнитного поля 15, в качестве которого может быть использован кольцевой феррозондовый магнитометр, Орвентация оси чувствительности магнитометра оп ределяется из следующего очевидного требования - при отсутствии усилия скручивания выходной сигнал магнитометра равен нулю,Преобразователь работает следующим образом.При монтаже преобразователя во всех стержнях магиигоупругого чувствительного элемента с помощью винтов 11, 12, 13, 14 создают предварительное напряжение в гределах линейного участка характеристики 2 О магпитострикции материала, величина которого контролируется с помощью динамометрическогоключа, прйчем величина предварительного напряжения определяет диапазон измеряемой величины, так как алгебраическая сумма напряжений предварительного и 25 обусловленного приложенным измеряемым усилием скручивания не должна выводить рабочую точку с линейного участка характеристики;При воздействии на преобразователь усилия скручивания, направленного /на черте-. же) по часовой стрелке, в стержнях 2 и 3,кроме предварительного напряжения, созданного с помоц;ью винтов, появляется до"нынйтельное напряжение сжатия, а в стержнях 4 и 5 указанное предварительное напря- з 5 4 жение ослабляется. В результате в зоне установки магнитометра нарушаетя первоначальная симметрия магнитного поля, на выходной об 1 отке магнитометра появляется сигнал, пропорциональный величине усилия скручивания. В случае изменения направления усилия скручивания действие напряжений в стержнях меняется на обратное, и выходной сигнал меняет фазу.Использование преобразователя позволит увеличить выходной сигнал и диапазон измерения усилий скручивания бурильных труб в процессе бурения.формула изобретенияПреобразователь механических усилий в электрический сигнал, содержащий цилиндрический корпус, возбуждающую систему на постоянных магнитах, силопередающий элемент,/ измеритель индукции магнитного поля и магнитоупругий чувствительный элемент, выполненный в виде стержней, меха нически соединенных одними концамн с разноименными полюсами постоянных магнитов возбуждающей системы, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхбдного сигнала и диапазона измерения, усилий скручивания, стержни предварительно напряжены и наклонены попарно в противопбложные стороны относительно ооразующей корпуса, а силопередаюций элемент соединен с другими концами всех стержней.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Гинзбург В. Б. Магнитоупругие датчики, Энергия, М., 1970, с, 53.г.2. Заявка2307673, кл, б 01 1. 1/12, 1977, по которой принято положительное решение.