Магнитоупругий датчик усилия

/12 505 0 ОБРЕТЕН ИДЕТЕЛЬСТВ венно том ати енко,ИЛИЯ в рхно ж чу1) 4910474/102) 12.02,9 16) 30,08,93, Бюл. Гл 32 71) Киевское научно-проиэводбьединение "Киевский институт и 2) В.С.Багнюк, Х,С.Рубан. Т.Б,Та ,В.Голооан и В,И.Кокореко б) 1. Заявка ЭРГ М 2365937, л, 0 01 1. 1/12, 1977.2. Заявка ФРГ М 2215232, Цл. 0 01 Е 1/12, 1974, 4) МАГХ ИТОУП РУГИ Й ДАТЧ И К Ииобретение относится к измерительой технике и может найти применение в аэличныф областях техники, используюиф магнитоупругие датчики для преобраиования усилия в электрический сигнал.Цель изобретения - упрощение технологи ииготооления магнитоупругого датчика усилия при одновременном повышении точности измерения иа счет снижения вариаЦии выходного сигнала,Подобный датчик может быть использован для измерения усилий в клетях прокатного стана, При этом датчик остраиоается в клеть между гайкой нажимного винта и станиной клети. В этом случае внутренний и в тешний диаметры чувствительного элеента кольцевого датчика ограничены диаьетром нажимного винта, внешним д аметром гайки, двойной толщиной стенки к рпуса, а о случае прототипа еще и доойн м вылетом лобовых частей обмотки, расПЬлонсенныф на внутренней и внешней(57) Сущность изобретения: датчик содержит кольцевой чувствительный элемент 1, на котором распложены равномерно по окружности монолитные сегменты 2 прямоугольной формы в продольном сечении иэ магнитоупругого материала. В сегментах 2 выполнены по четыре отверстия 3 и 4, в которых уложены соответственно две взаимно перпендикулярные обмотки намагничивания 5 и измерительная 6, Выводные концы 7 обмоток намагничивания 8 и измерительной обмотки выведены наружу через отверстия в кольцевом чувствительном элементе 1, 2 ил,чувствительного элемент и рототи па.Ориентация отверстий в отдельных сегментах чувствительного элемента не в радиальном направлении, как в прототипе, а перпендикулярно радиусу, и расположение обмоток по окружности кольца обусловливают снижение расхода меди, а также сниение механических напряжений в оствительном элементе, так как при одном и том же усилии прокатки площадь чувствительного элемента датчика из-иа отсутствия лобовых частей обмотки будет больше пощади чуостоительного элемента прототипа. что определяет наряду с переходом от шихтованного чуостоительного элемента к монолитным сегментам снижение гистереэиса выходной характеристики, Кроме того, выполнение кольцевого чуостоитсльного элемента из отдельных монолитных сегментов упрощает тсфнслоГию еГО ииГотовления, снимает ограни лпев габаритах, связанное с сортаментом магнитоупругих материалов, выпускаемых нашей промышленностью.На фиг, 1 изображен предлагаемый датчик, в аксонометрии; на фиг, 2 - то же, вид сверху с половиной разреза плоскостью по линии отверстий,Магнитоупругий датчик усилия содержит нижнюю плиту 1 кольцевой формы, на которой равномерно по окружности установлены отдельные монолитные сегменты 2 из магнитоупругого материала. Сегменты содержат по четыре отверстия 3, 4, в которые уложены две взаимно перпендикулярные обмотки; в отверстиях 3 - проводники обмотки намаганичивания 5, а в отверстия 4 - проводники. обмотки измерительной 6. Выводные концы обмоток намагничивания 7 и измерительной 8 выведены наружу через отверстия в буртике нижней плиты.. При подключении выводных концов 7 намагничивающей обмотки 5 к источнику переменного тока по проводникам обмотки, протянутым вдоль верхних отверстий 3, токн будет протекать в какой-то момент времени по часовой стрелке, по проводникам нижних отверстий 3 - против, как это показано на фиг. 1 стрелками,Так как при отсутствии усилия материал, из которого выполнены сегменты, является изотропным, результирующая вектора индукции магнитного поля, созданного током в проводниках обмотки намагничивания, будет совпадать в пределах каждого сегмента с плоскостью, походящей через проводники измерительной обмотки, уложенной в отверстия 4. При этом в измерительной обмотке 6 ЭДС не индуктируется.При возведении на чувствительный элемент датчика измеряемого усилия ухудшается магнитная проводимость вертикальных участков магнитопровода, чтообусловливает деформацию магнитного потока, созданного током в обмотке намагничивания 5. Результирующая вектора5 магнитной индукции этого поля при этомповорачивается так, что начинает пересекать плоскость, проходящую через проводники измерительной обмотки 8, При этом вцепи измерительной обмотки 8 наводится10 ЭДС, величин которой пропорциональна измеряемому усилию.Заявляемый магнитоупругий датчикусилия позволяет, по сравнению с прототипом, снизить вариацию выходного сигнала15 благодаря снижению механических напряжений в чувствительном элементе при одновременном упрощении технологииизготовления и уменьшения расхода медиза счет исключения практически лобовых ча 20 стей и расхода магнитомягкого материала,идущего на изготовление составного магнитопровода,Формула изобретенияУагнитоупругий датчик усилия, содер 25 жащий кольцевой чувствительный элементи две взаимно перпендикулярные обмотки,расположенные под углом 45 О к направлению действия измеряемого усилия в сквозных отверстиях чувствительного элемента,30 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности и технологичности, внего введена плита кольцевой формы, накоторой установлен чувствительный алемент, выполненный из монолитных сегмен 35 тов, имеющих прямоугольную форму впродольном сечении, совпадающем с направлением действия измеряемого усилия,и обращенных к соседним сегментам плоскостями со сквозными отверстиями, при 40 ч ем об м от к и:протянуты черезсоответствующие отверстия всех сегментови ориентированы в окружном направлении.,едактор орректор С, Лисина Производственно-издательский комбинат "Патент",.г, Ужгород, ул.Гагарина,Заказ 2859 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям пои ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская нэб 4/5