Магнитоупругий датчик

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН,19) (И) А 1 5,), с 01 / ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) АвторМ 881544,АвторскЮ 1262306,(54) ИАГНИТОУПРУ (57) Изобретение мерительной техн шить габариты да точность измерен датчиксодержит виде двух коакси 3, соединенных в ИЙ ДАТЧИКотносится к силоизке и позволит умень- чика и увеличить я, Иагнитоупругий магнитопровод 1 в льных цилиндров 2. средней части пере 11 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ННТ СССР 1.2/24-108990. Бюл. М 44ождественский1(088,8)кое свидетельство СССРл. С 01 Ь 1/12, 1976.е свидетельство СССРкл. С 01 ь 1/12, 1985. мычкой 4, разделяющей компенсационный 6 и измерительный 5 элементы. Полюса рабочего элемента обращены к контролируемому изделию 9. На полюсах компенсационного элемента с помощью магнитной присоски 12 закреплена ферромагнитная пластина 10, выполненная из материала контролируемого изделия, При измерениях либо обмотки возбуждения, либо измерительные обмотки 7, 8 соответственно рабочего и компенсационного элемента включены встречно. Сумма сигналов с измери" тельных обмоток пропорциональна напряжению, действующему в контролируемом изделии 9, Иагнитоупругий датчик а крепится на контролируемом изделии с помощью магнита 13, 1 ил.Изобретение относится к силоизмерительной технике, а именно к приборам неразрушающего контроля механических напряжений в Ферромагнитныхматериалах, и можетбыть использова 5но в различных отраслях промышленности.Цель изобретения - уменьшение габаритов магнитоупругого датчика иповышение точности измерений.На чертеже изображен магнитоупругий датчик, разрез.Иагнитоупругий датчик содержитмагнитопровод 1, выполненный в видеодной цельноточенной детали, состоящей из двух коаксиайьных цилиндров2 и 3, соединенных в средней частисплошной радиальной перемычкой Й,соединяющей цилиндры псреде. Радиальная перемычка разделяет рабочийФ и компенсационный Фк магнитныепотоки соответственно рабочего 5 икомпенсационного 6 чувствительныхэлементов, которые имеют пары обмоток - возбуждения и измерительную,т. е. соответственно обмотки 7 и 8,причем либо измерительные, либо обмотки возбуждения соединены встречно.Основание рабочего чувствительного 30элемента 5 контактирует с контролируемым объектом (изделием) 9, а основание компенсационного чувствительного элемента 6 - с накладной Ферромаг-,нитной пластиной 10, причем материалпластины 10 идентичен материалу З 5объекта 9. В осевом отверстии 1 размещены два постоянных магнита (магнитные присоски ) 12 и 13 с возможностьюих осевого перемещения,Иагнитоупругий датчик работаетследующим. образом.Измеряемое механическое напряжение в контролируемом объекте 9, к которому своим основанием при помощи магнитной присоски 13 прикреплен датчик, вызывает изменение величины рабочего потока Фг, при этом компенсационный поток Фостается неизменным) поскольку радиальная перемычка 0 ч магнитопровода 1, являющаяся проводником как рабочего, так и компенсационного потоков, служит в то же время естественным экраном от проникновения каждого из потоков в "чужую" магнитную цепь. Ферромагнитная пластина 10 выполняет роль механически разгруженного (причем, если требуется - то и от внутренних напряжений) контролируемого объекта, поскольку выполнена из материала идентичного последнему и также сопряжена с датчиком, т. е. с компенсацИонным эле" ментом 6 при помощи магнитной присоски 12.Обмотки рабочего 5 и компенсационного 6 элементов (либо пара измерительных, либо пара возбуждения) соединены встречно и с измерительных обмоток снимается напряжение, пропорциональное механическому напряжению на контролируемом участке поверхности последуемого объекта.Для определения величины и направления вектора механических напряжений на контролируемом участке, основания магнитоправода могут быть выполнены в виде симметричных пар контактных полюсных наконечников (не показаны). При осуществлении измерений датчик, размещенный на контролируемом объекте, поворачивают вокруг своей оси до достижения максимального значения выходного сигнала, при этом направление симметричйо расположенных вдоль диаметра контактных полюсных наконечников укажет направление действия вектора механических напряжений.При измерениях на криволинейных поверхностях контактные полюсные наконечники выполняют с повышенной упру - гостью, что достигается их предварительным изгибом в диаметральном направлении. В этом случае обеспечивается более надежный контакт с контролируемым объектом (а также с Ферромагнитной пластиной).При этом во избежании возникновения дополнительной погрешности от упругого изгиба контактов магнитопровод выполнен из материала с нулевой магнитострикцией (например, железо" никелевого сплава, содержащего 78- 837. никеля),Для повышения точности (главным образом за счет снижения аддиктивной составляющей погрешности) измерения целесообразно производить дважды: один раз при нормальном положении датчика относительно контролируемого объекта, а другой - при перевернутом т. е. когда рабочий и компенсацион" ный чувствительные элементы меняются местами. При этом результат определяется как среднее ариФметическое величин двух измерительных сигналов.Составитель В.РодинТехред М.Дидык Корректор Л.Бескид Редактор А. Ревин Заказ 3731 Тираж 473 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035 Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 ииииии и ее иии еиии иии иПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 101 516Перед выполнением измерений производят настройку и градуировку дат-чика, для чего последний размещают на механически разгруженном контрольном образце прямоугольной или цилиндрической Формы, изготовленном из материала, идентичного материалу исследуемого обеьект. Затем перемещением магнита 13 добиваются значения выходного сигнала рабочего элемента, близкого к максимальному. Аналогичным образом, перемещая магнит 12 добиваются примерного равенства выходного сигнала компенсационного элемента сигналу рабочего.Обычно такая настройка (ввиду высокой идентичности параметров рабочего и компенсационного элементов) не требует много времени и выполнять ее лучше, когда соответствующие магниты максимально приближены к контрольному образцу и Ферромагнитной пластине 10, что обеспечивает наиболее плотное сопряжение с ними датчика и, как правило, наилучшую компенсацию неинФормативной составляющей выходного сигнала датчика10319 6Затем известными методами производят градуировку магнитоупругого дат-,чика. 5 Формула изобретения Магнитоупругий датчик, содержащий10измерительный и компенсационный элемент, выполненные в виде магнитопровода с возбуждающими и измерительными обмотками, постоянные магниты инакладную Ферромагнитную пластину изматериала контролируемого иэделия,контактирующего с основанием компенсационного элемента, о т л и ч а ющ и й .с я тем, что, с целью снижения габаритов и увеличения точности,магнитопровод выполнен в виде однойдетали, представляющей собой двакоаксиальных цилиндра, связанных всредней части перемычкой, разделяющей обмотки измерительного и компенсационного элементов, а магниты установлены в отверстии внутреннегоцилиндра с возможностью осевого пе"ремещения,