Устройство для измерения механического давления основанное на использовании явления магнитострикции

Класс 421, 14 е 4 Лв 68604 СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУИ, А, Городинский УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОГОДАВЛЕНИЯ, ОСНОВАННОЕ НА ИСПОЛЬЗОВАНИИЯВЛЕНИЯ МАГНИТОСТРИКЦИИ Заявлено 26 марта 1946 г. за М 1268/344164в Министерство электропромышленности СССР Известны устройства для измерения механических давлений, осноганные на использовании явления магнитострикции, заключающегося г, изменении магнитных свойств ферромагнитных металлов под действием приложенных к ним давлений.В этих устройствах воспринимающее измеряемое давление тело служит сердечником электрического трансформатора переменного тока. В зависимости от величины приложенного давления меняется величина индуктируемого во вторичной обмотке трансформатора переменного на. пряжения, измеряемого каким-либо прибором.Поскольку изменение магнитных свойстг не связано практически с изменением размеров ферромагнитного тела, то основным недостатком большинства известных устройств такого рода является невозможность создания схем для измерения по дифференциальному методу, который обеспечивает увеличение чувствительности и дает возможность получить линейную зависимость между измеряемым давлением и показаниями измерительного прибора,Особенность предложенного устройства, дающего возможность создания дифференциальной схемы, заключается в том, что воспринимающее измеряемое давление металлическое ферромагнитное тело выполнсно из двух частей, снабженных каждая отдельной вторичной обмоткой и механически связанных между собой таким образом, что прплагасмос к устройству измеряемое усилие сообщает им деформации противоположных знаков,При одновременном намагничивании обоих тел общим переменным магнитным потоком и при отсутствии внешнего давления переменные э.д,с., индуктирующиеся во вторичных катушках, взаимно компенс 11 руются, При наличии внешнего давления действие его на оба тела будет взаимно противоположным. Злектродвижущая сила, индуктируемая в одной из катушек, будет возрастать, а в другой - уменьшаться, в результате чего появится удвоенное разностное напряжение, воздействующее на измерительный прибор.На фиг. 1 и, 2 схематически изображены два варианта из числа возможных форм выполнения предлагаемого устройства.Воспринимающая измеряемое давление магнитная система (фиг. 1) состоит из внутреннего стержня 1 и механически скрепленного с пим наружного стакана 2, снабженных общей намагничивающей систему катушкой 3, включенной в сеть переменного тока, Стакан 2 механически скреплен с ярмом 4. Стержень 1 и стакан 2 изготовлены из материала, магнитные свойства которого меняются в зависимости от приложенных механических усилий, например из стали, пермаллоя и т. п.При нажатии на верхнюю площадку прибора 1 а, стержень 1 будет работать на сжатие, а стакан 2 - на растяжение.Детали 1 и 2 снабжены каждая отдельной обмоткой 5 и 6, Обмотки эти, являющиеся вторичными обмотками трансформатора (первичной обмоткой которого служит катушка 3, а сердечником детали 1 и 2), соединены между собой последовательно и включены дифференциально в цепь измерительного прибора,В устройстве, изображенном на фиг. 2, деталь 1 выполнена в виде цилиндрического основания с круглым стержнем, конец которого входит в гнездо стакана 2. Обе детали скреплены между собой винтом 7. Между ними зажато магнитно разделяющее их кольцо 8 из немагнитного материала (например, бронзы), На деталь 1 надета намагничивающая систему катушка 3, охваченная извне замыкающим магнитную цепь системы ярмом 4 из пластинчатого железа. Таким образом, путь магнитного потока (по одной стороне ярма) проходит так, как указано пунктирной линией Л.Сечение стержня детали 1 выбрано таким, чтобы оно было равно сечению тонкостенной части стакана 2, в соответствии с чем плотность магнитного потока, создаваемого в них намагничивающей катушкой 3, будет одинакова, На каждую из деталей 1 и 2 надеты вторичные катушки 5 и 6. Они включены между собой последовательно и дифференциально таким образом, чтобы трансформируемые в них переменные э.д.с. были направлены навстречу друг другу, в цепь измерительного прибора 9 (например, детекторного гальванометра). Обмотки катушек 5 и 6 подбираются по числу витков таким образом, чтобы после механической настройки прибора индуктируемые в них э. д. с. были равны по амплитуде, а также по фазе, что достигается автоматически, так как обе катушки работают в одинаковых условиях.Работает предложенное устройство следующим образом,Для настройки системы затягивают винт 8; при этом создаются соответствующие механические напряжения на обеих деталях 1 и 2 с той разницей, что деаь 1 будет расягася, а деаь 2 - сжиматься (как указано стрелками). В таком состоянии дифференциальная система обмоток 5 и 6 балансируется либо на отсутствие разностного тока в цепи гальванометра 9, либо на наличие предварительного нулевого отклонения прибора. Если далее к устройству приложить извне какое-либо измеряемое давление, то во внешнем стакане направление его совпадает с предварительным напряжением, а во внутреннем стержне оно будет обратным имеющемуся растягивающсму напряжению.Таким образом, получается дифференциально действующая система, в которой под действием измеряемого внешнего давления электрическое напряжение на одной из катушек будет увеличиваться, а на другой - уменьшаться.68604 Предмет изобретения1, Устройство для измерения механического давления магнитострикционным способом, основанное на использовании явления изменения магнитных свойств металлического тела, воспринимающего измеряемые давления и служащие одновременно в качестве сердечника электрического трансформатора, отличающееся тем, что, с целью обеспечения работы устройства по дифференциальной схеме, указанное металлическое тело выполнено из двух частей, снабженных индикаторными катушками и механически связанных между собой таким образом, что прилагаемое к устройству измеряемое усилие сообщает им деформации противоположных знаков.2. Форма выполнения устройства по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что к составленному из двух частей металлическому телу, воспринимаюшему давление, приложено предварительное механическое напряжение для того, чтобы под действием измеряемого усилия механическое напряжение одной из частей возрастало, а другои - уменьшалось,Фиг.2 Редактор Текред А. А. Камышникова Корректор В. П, Фоми Зото 2, 111 - 62 Объем 0,26 над. л. Цена 5 коп. ткрытпйормат бум. 70 Х 1Тирамт 200по делам изобретете Министров СС, М. Черкасский п 1 одп. к пеак 26/7 ЦБТИ при Комитет при С Москва, Цен