Магнитоупругий преобразователь крутящего момента

СОКИ СОВЕТСНИХсамциюаиэиРЕСПУБЛИН 51 а 01зуоо элект дел кои средст концо ка, и женную ч обес вени мент ния на ф честве пьльзо лообра ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР(71) Ульяновский политехнииеский институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР Иф 708182, кл. О 01 , 3/10, 26.12.77.2 Агейкин Д,И, и др. Датчики контроля и регулирования. М., "Машиностроение", 1965, с, 88 (прототип). .(54)(57) МАГНИТОУПРУГИЙ.ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, содержащий Я 0.1006945 . А с жесткой засоединенный по-одводов с разных переменного тообмотку, располовалу, о т л ичто, с целью сти непосредстия крутящего монтервал и повыае, на вал нанесеенка, а в каеменного тока исй генератор пиропроводный вал одного конца,вом двух токп с источником измерительную концентрично щий. с я те чения возможно о преобразован во временной и вствительности ромагнитная пл источника пер ван двуполярны зного тока.1 100 б 9Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящегомомента электрических микромашин.Известно устройство для измерения 3крутящего момента содержащее магиитоупругий преобразователь в виде цилиндра из ферромагнитного материала,закрепленного на валу, электромагнитный преобразователь, установленный 16с зазором коаксиально магнитоупругому преобразователю, источник переменного напряжения для питания электромагнитного преобразователя, преобразователь выходного сигнала, связан-Иный с электромагнитным преобразователем и вычислителем момента, и блокиндикации, имеет сложную конструкцию 13.Наиболее близким к изобретению 20 по технической сущности и достигаемому результату является магнитоупругий преобразователь крутящего момента, содержащий электропроводный вал с жесткой заделкой одного конца, 23 соединенный посредством двух токоподводов с разных концов с источником переменного тока, и измерительную обмотку, расположенную концентричио валу 23.39Недостатком известного преобразо- вателя является отсутствие непосредственного преобразования крутящего момента во временной интервал, а также низкая чувствительность.ЭЗЦелью изобретения является обеспечение возможности непосредственного преобразования крутящего момента во временной интервал и повышение чувствительности.Указанная цель достигается тем, что на вал нанесена ферромагнитная пленка, а в качестве источника переменного тока использован двуполярный генератор пилообразного тока.На фиг. 1 представлена схема предлагаемого преобразователя;фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Магнитоупругий преобразовательЯ крутящего момента (фиг, 1) содержит . цилиндрический электроприводный вал 1 из бериллиевой или фосфористой бронзы. Один конец вала жестко за" креплен, а к другому подводится измеряемый крутящий момент, На поверх" ности вала 1 электролитическим способом нанесена тонкая ферромагнитная пленка 2. 2В процессе осаждения в пленке создается ось легкого намагничивания ОЛН), направленная по окружности. Сверху пленка покрыта изоляционным защитным лаком, К торцам вала через токоподводы 3 подводится ток от двуполярного генератора 4 пилообразного тока. Последний запускается от генератора 5 импульсов. Измерительная обмотка б расположена концентрично валу.Преобразователь работает следующим образом.При поступлении импульса запуска от генератора 5 импульсов фиг. 2 ы) двуполярный генератор 4 вырабатывает пилообразный ток (фиг. 26), который1 протекая по валу 1, создает в ферромагнитной пленке 2 магнитное поле, направление которого при отсутствии входной нагрузки совпадает с направлением ОЛН. При достижении внешним магнитным полем величины поля ани,зотропии Н ко происходит перемагничивание ферромагнитной пленки (предполагается, что предварительно пленка была насыщена в противоположном направлении). 8 результате скачкообразного изменения магнитной индукции при перемагиичивании в измерительной обмотке б индуцируется имлульс напряжения. Промежуток времени между импульсом запуска генератора 5 импульсов и импульсом в измерительной обмотке (фиг 2) является выходным временным интервалом Т, При приложении к валу 1 крутящего момента Мк, вызывающего поворот одного торца вала по отношению к другому на угол 11, ферромагнитная пленка деформируется, в результате чего происходит- механический и магнитострикциониый поворот ОЛН. Механический поворот ОЛН определяется выражениемМд1 2 Га магнитострикционныйАВ 1 Ео с 12 К 3где д и 1 - диаметр и длина вала;Л,К,- соответственно константа магнитострикции, константа анизотропии и модуль упругости ферромагнитной пленки. Результирующий угол поворота ОЛН равен д-= Ы.1+ сС,Так как направление внешнего магнитного поля постоянно,фиг,Составитель Г. ЦелибеевРедактор Л. Гратилло Техред Л. Пекарь Корректор В. Бутя каз 212 / ВНИИПИ Государстве по делам изобре 113035 Москва Ж Тираж 71го комитета ССий и открытий Раушская наб. Подписн илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна 3 10069 Й 5 4 то при повороте ОЛН для пер ема гни чи" Использование в преобразователе вания ньобходима амплитуда поляэлектропроводного вала с нанесенной Н а -, т.е. е ойа раа бопаае. на его поверхности ферромагнитнойкоСоответственно увелйчивается необхо- пленкой и двуполярного генератора димый ток перемагничивания и величи-пилообразного тока позволит обеспена выходного временного интервала Т. чить непосредственное преобразованиеТаким образом, выходной временной ,измеряемого крутящего момента во интервал однозначно определяет изме- временной интервал и повысить чувстряемый крутящий момент. Начальный вы- вительность, а.также расширить диа" ходной сигнал (при М = О) может быть 10 пазон измерения, что обусловлено легко скомпенсирован при дальнейшей повышенными механическими характерисобработке. тиками ферромагнитных пленок.3