Магнитоупругий датчик

О П И С А Н И Е 1662828ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистицескихРеспубпик двторскомю саидвтильСтв 61) Дополнительное к авт. свид-ву -22) Заявлено 04.04.77 (21) 2469332/18-10 01 1. 1/12 с присоединением заявк Государственный квинтет СССР по делам изобретений н открытий) Приорите Опубликовано 15.0 Дата опубликован Бюллетень(71) Заявител НИТОУПРУГИЙ ДАТЧИК осится к области измерикасается магнитоупругих Изобретение от тельной техники, и датчиков.Известны магн сельного типа на с цилиндрическим том, коаксиально воздушным зазоро итоупругие датч сплошном магиичувствительным й обмоткой и к ки дроспроводе элемен- льцевым Известен также магнитоупругии датчик, в котором чувствительный элемент представляет собой цилиндрический стакан, нагружаемый усилием и изготовленный из сплошного материала, внутрь которого установлен магнитопровод, с уложенной на нем обмоткой, имеющий форму катушки и не воспринимающей усилия 121.Недостатком данной конструкции является наличие воздушного зазора в местах сопряжения чувствительного элемента и ненагружаемого магнитопровода. Зазор не может быть исключен даже прессовой посадкой и снижает чувствительность датчика, увеличивая погрешности измерений. Хотя изменения величины зазора, вызванные колебаниями температуры, в значительной мере компенсируются соответствующими измепениями в ненагружаемом датчике изменения величины воздушного зазора, связанные с деформацией чу вствительного элемента, сохраняются.- Наиболее близким по технической сущ ноСти к предложенному изобретению является магнитоупругий датчик, содержащий . полый, сплошной чувствительный элемент,выполненный с наружными ребрами, которые замкнуты магнитопроводом, и имеющий обмотки, которые расположены между ребрами 13.Этому датчику свойственна пониженнаячувствительность из-за промагничивания только той части чувствительного элемента, которая непосредственно примыкает к катушке, создающей магнитный поток, Внутренняя сторона чувствительного элемента в силу поверхностного эффекта не промагничивается, особенно на частотах выше промышленной, При измерении малых нагрузок или при питании датчика частотой выше промышленной приходится значительно уменьшать толщину стенок чувствительного элемента, в результате чего теряется устойчивость датчика, растут величины деформа662828 3ций чувствительного элемента, что приводит к смещению места пройикновения магнитного потока от ненагружаемого магнитопровода в чувствительный элемент. Цель изобретения - повышение чувствительности датчика за счет двухстороннего промагничивания чувствительного элемента из сплошного материала и уменьшения влияния деформаций ребер на чувствительный элемент. Это достигается тем, что в датчике выполнены дополнительные ребра, расположенные внутри полого чувствительного элемента и замкнутые магнитопроводом, причем магнитопроводы имеют гофры, а суммарная площадь поперечного сечения магнитопроводов вырабатывается из соотношения для подсоединения датчика в схему, покзанную на фиг. 2.Работа датчика происходит следующимобразом.При включении напряжения питания -(фиг. 2) по катушкам 4 и 5 протекает ток 1.Величина токаконтролируется по падению напряжения на сопротивлении измерительного резистора 10 прибором 11. Приложение к торцам полого чувствительного элемента 1 датчика измеряемого усилия сжа тия Г (фиг. 1) вызывает изменение проницаемости материала чувствительного элемен та, что изменяет индуктивное сопротивлениекатушек 4 и 5 переменному току 1, который также изменяется, Последнее индицируется на приборе 11,Предложенное изобретение позволяет решить вопрос измерения малых усилий на датчиках повышенной жесткости.где 5- суммарная площадь поперечного сечения магнитопроводов;Яг - площадь поперечного сечения чувствительного элемента;Ввг - индукция магнитного насыщения материала чувствительного элемента;Вам - индукция магнитного насыщения материала магнитопровода.Дополнительная механическая. развязка от измеряемого усилия замыкающих магнитный поток цилиндров с помощью кольцевых гофров сводит практически к нулю влияние деформаций кольцевых ребер на нагружаемую часть чувствительного элемейта.На фиг. 1 показан предложенный магнитоупругий датчик; на фиг, 2 - электрическая схема подключения датчика,Полый цилиндрйческий чувствительный элемент 1 датчика имеет наружные 2 и внутренние 3 кольцевые ребра, выполненные на одном уровне и за одно целое с чувствительным элементом 1, между которыми размещаются коаксиальные обмотки 4 и 5. Магнитные потоки последних замыкаются гибкими, тонкостенными, из материала с высокими значениями проницаемости и величиной индукции насыщения магнитопроводами 6 и 7, которые практически полностью развязаны механически кольцевыми гофрами 8 и 9 от измеряемого усилия. Магнитопроводы 6 и 7 закреплены сварными швами к кольцевым ребрам 2 и 3 (сварка производится после намотки катушки 4 и монтажа секций катушки 5, последняя выполняется много- секционной для облегчения укладки между ребрами 3). Катушки обмоток 4 и 5 имеют гибкие выводы соответственно Б, В и Г, Д формула изобретенияМагнитоупругий датчик, содержащий полый чувствительный элемент, выполненный с наружными ребрами, которые замкнуты магнитопроводом и обмотки, расположенные между ребрами, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности в нем выполнены дополнительные ребра, расположенные внутри полого чувствительного элемента и замкнутые магнитопроводом, приЗф чем магнитопроводы имеют гофры, а суммарная площадь поперечного сечения магнитопроводов выбирается из соотношения8 м= 8 гВен3где Ьн - суммарная площадь поперечногосечения магнитопроводов;Я г - площадь поперечного сечения чувствительного элемента;Вг - индукция магнитного насыщения40материала чувствительного элемента;Взи - индукция магнитного насыщенияматериала магнитопровода,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе4 з 1. Гуманюк М. Н. Магнитоупругие датчики в автоматике, Киев, 1972, с. 116,рис. 60.2. Авторское свидетельство СССР247567, кл. б 01 1. 1/12, 1967.3 Гельфанд И М и др Магнитоупругие датчики для измерения усилия волочения сб. Производство металлоизделий промышленного назначения,4, трудыНИИМЕТИЗ, М 1970.662828 г,г нинка ета СС крытий. ЦНИИПИ по д 113035, Мо филиал ПППГосударственного лам изобретений ква, Ж - 35, Рау Патента, г. Уж го б., д. 4/ Проектна Редактор А, ШмелькиЗаказ 2686/44 Составитель Г. МаксягинТехред О. Луговая Корректор В Тираж 1089 Подписное комит и от шская род, у