Магнитоупругий датчик крутящего момента

СОЮЗ СОВЕТСНИХССЕНЛЕаепекРЕСПУБЛИН А за С 01 Ь 3/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВЩЕТВЬ 0 ТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТИ(72) А.А.Гамбарян и С.А.Манукян (71) Ереванский политехнический институт им.К.Маркса(56) 1. Авторское свидетельство СССР Ф 214161, кл. С 01 Ь 3/10, 21. 01. 6 7.2. Одинец С.С.и Толилин Г.Е.Средства имерения крутящего момента. М., "Машиностроение", 1977, с. 88-90 (прототип).(54)(57) МАГНИТОУПРУГИИ ДАТЧИК КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, содержащий упругий фер, ромагнитный вал и кольцевой статор с радиально расположенньачи полюсами,на которых размещены намагннчивающиеи измерительные катушки, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения его чувствительности, вал выполнен в виде замкнутого магнитопро"вода с Ч -образными участками, вершины которых образуют торцы вала, астатор - в виде двух соосных колец сполюсами, установленных в торцах полого неферромагнитного основания напротив вершин Ч -образных участков,причем число полюсов колец статораравно числу вершин Ч -образных участков, а полюсы одного кольца смещеныв окружном направлении относительнополюсов другого кольца на половинушага полюсов.1 1174 бИзобретение относится к силоиэмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящегомомента, передаваемого вращающимсява лом. 5Известный магнитоупругий датчиккрутящего момента, содержащий тринеподвижных кольцевых электромагнитас явно выраженными полюсами, расположенных концентрично с контролируемым участком вала, средний из которых несет на полюсах обмотки возбуждения, а крайние измерительные обмотки не обеспечивают требуемой точности измерителя 11.15Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является магнитоупругий датчик крутящего момента, содержащий упругий ферромагнитный нали кольцевой статор с радиально расположенными полюсамн, на которых размещены намагничивающие и измерительные катушки 21.25Недостатком известного датчика является низкая чувствительность,Целью изобретения является повышение чувствительности.Указанная цель достигается тем, чтов магнитном датчике крутящего30момента, содержащем упругий ферромагнитный вал и кольцевой статор с радиально расположенными полюсами, на которых размещены намагничивающие и измерительные катушки, вал выполнен н З 5виде замкнутого магнитопровода с 7-образными участками; верппны которыхобразуют торцы вала, а статор - ввиде двух соосных колец с полюсами,установленных в торцах полого неферромагнитного основания напротив вершин М -образных участков, причем .числополюсов колец статора равно числувершин У -образных участков, а полюсыОдного копьца смещены в Окружном нап 45равлении относительно полюсов другогокольца на половину шага полюсов.На фиг.1 представлена конструктивная схема датчика, на фиг,2 - разрезА-А на фиг.1. 50Иагнитоупругий датчик крутящегомомента содержит упругий ферромагнитный вал 1, выполненный в виде замкнутого магнитопровода с 3 -образнымиучастками 2, чувствительными к дефор 55мации, и с вершинами 3, которые обра. зуют торцы вала, и кольцевой статор,состоящий из двух соосных колец 4 с 7 2внутренними радиальными полюсами 5 иполого цилиндрического неферромагнитного основания 6.Кольца 4 статора установлены вторцах цилиндрического основания напротив вершин 7 -образных участковзамкнутого магнитопроводаНа полюсаходного кольца 4 намотаны питаемые переменным током намагничинающие катушки 7, которые соединены последонательно таким образом, чтобы полюсычередовались. На полюсах другогокольца 4 размещены последовательносоединенные измерительные катушки 8.Полюсы одного кольца 4 смещены вокружном направлении относительно полюсон другого кольца 4 на половинушага полюсов. Число полюсов колецстатора равно числу вершин 1 -образных участков магнитопровода.Датчик работает следующим образом,При отсутствии крутящего момента,когда точки а,Ь,с,4, е находятсяпод полюсами колец статора (фиг.2),магнитные потоки замыкаются черезучастки Ц а Ь и Ь сеЬ магнитопровода.сУчасток магнитопровода а 3 Ьес пред. станляет собой магнитный мост, который уравновешен. Через участок 3 е магнитный поток отсутствует. На выходе измерительной катушки напряжениеравно нулю.При действии крутящего момента изменяется магнитная проницаемость 7 -образных участков нала, причем в направлениях, в которых вал,испытывает деформацию сжатия (участки а и Ь е вала), магнитная проницаемость уменьшается, а н направлениях деформации растяжения - увеличивается (участки н 3 и се нала). Вследствие этого магнитные сопротивления участков а 3 ие увеличиваются, а участков Ь 3 и се уменьшаются, Уравновешенное состояние магнитного моста нарушается. Между точками 0 и е возникает разность магнитных потенциалов. Через участок о е протекает магнитный поток, В измерительной катушке индуцируется напряжение, пропорциональное величине крутящего момента. Остальные участки магнитопровода работают аналогично. При изменении знака момента изменяется направление магнитного потока через участок 3 е, следовательно изме.17467 Составитель Г.ЦелибеевРедактор Н.Джуган Техред И.Гергель Корректор И,Эрдейи Заказ 7185/25 Тираж 822 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб д.4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 зоняется на 180 фаза выходного напряжения.Выполнение упругого ферромагнитного вала в виде замкнутого магнитопровода с Ч -образными участками позволяет полностью испольэовать механические напряжения, возникающие ввале под действием крутящего момента,и, следовательно, повысИть чувствительность датчика.