Электромагнитный преобразовательмеханических напряжений

1и 823839 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУф 1) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) ЗаЯвлено 110379 (23) 2736094/25-28 Совэ Светских Сфциаектичесмих Уеспубаик(23) Приоритет Гоеударстаенныя комитет,СССР по дедам пзобуетенай н открытий(088,8) Опубликовано 230481, Бюллетень Йф 15 Дата опублнковання описания 230481 54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТНАПРЯЖЕНИЙ ХАНИЧЕСКИХ Одразовиз-эаногоВыход ако и теля необ нгна ой с О Изобретение относится к измерению 1 механических напряжений и деФормаций магнитными методами и может использоваться для исследования напряженного состояния конструкций и деталей .иэ Ферромагнитных материалов в различннк областях техники.Известен электромагнитный преобразователь неэлектрических величйн, в том числе механических напряжений, содержащий П-образный магнитопровод, . замыкаемый испытуемой деталью или конструкцией, и размещенные на нем возбуждающую и измерительные обмотки.Преобразователь соединен с вторич ным прибором, возбуждающей обмоткойс источником питания переменного тока, измерительной - с выпрямителем. Во вторичном приборе имеется второй преобразователь, магнитопровод кото рого замкнут. Вйпрямяенный сигнал второго преобразователя использован для компенсации начального выходного ,сигнала первого преобразователя (1.25 ря таком выполнении преобего схема и конструкцияодимости начального выхода оказывается сложной.гнал в виде постоянного напряжения неудобен для последующего усиления.Известен также электромагнитный преобразователь механических напряжений содержащий крестообразный магнитопровод, полюсные стержни которого замыкаются испытуемой деталью, возбуждающуЮ и измерительную обмотки, охватывающие крестообразнуюечасть магнитопровода и размещенные каждая Ф в различных двух противолежащих углах между его стержнями. В таком преобразователе остаточный выходной сигнал скомпенсирован и равен нулю, если материал испытуемой детали изотропен по магнитным свойствам 2).Однако конструкционные материалы часто оказываются анизотропными по магнитным свойствам, Например, листы судостроительных сталей оказываются намагниченныыи в каких-то направлениях либо из-эа производственной термомеханической обработки, проходящей в магнитном поле земли, либо иэ-за использования электромагнитных кранов при погрузочно-разгрузочных работах. Аниэотропия,магнитных свойствиспытуемой детали вызывает появление ,на выходе преобразователя остаточного сигнала, содержащего основнуюподмагничиваощую обмотку 5 - с источником постоянно 1 о тока (не изображена). Измерительную обмотку 6 соединяют со вторичным прибором (не,изображен), измеряющим выходной сиг 5 .нал,Через контролирумую деталь в двухвзаимно перпендикулярных направлениях, совпадающих с направлением полюсов магнитопровода, протекают магнитные потоки Ф 1 и Ф , вызванные токомвозбуждающей обмотки 4. Иэ-за различия магнитных свойств материала детали, вследсгвие его анизоторопии,потоки Фи Ф 2 различны. В соответствии с йринятыми в теории Ферроэон 15 довых преобразователей выражениямиимеем Р 1- Й ффН 11 212(2 п 2 Н ь 1 7 где Я Ни 35 Кроме виде(2) где Нб и НО 2 - напряженности поля от(,Иобмотки 5 подмагничивания;45Н и ц - амплитуды напряженности переменных полей,%2вызванных возбуждающей обмоткой 4, причем и высшие гармоники. При этом неодинаковость магнитной проницаемостии обуславливает наличие основной, анеодинаковость намагниченности и нелинейности кривой намагничиваниявысших гармоник в остаточном сигнале.Наличие остаточного сигнала у та,кого преобразователя снижает егочувствительность, так как на Фонеостаточного сигнала нельзя с удовле"творительной точностью измерять малые изменения механических напряжений.Цель изобретения - повышение точности путем компенсации остаточноговыходного сигнала преобразователя.Указанная цель достигается тем,что в электромагнитном преобразователе место пересечения стержней маг"нитопровода выполнено в виде телавращения, ось которого проходит через центр крестообразной части перпендикулярно ее плоскости, преобразователь снабжен подмагничивающей обмоткой, которая охватывает ту жечасть магнитопровода, что и возбуждающая обмотка, а измерительная инодмагничивающая обмотки установленыс возможностью независимого поворотав плоскости кресообразной части магнитопровода.Кроме того, преобразователь снабжен механизмами для регулировки углового положения измерительной и подмагничивающей обмоток,На чертеже схематически изображенпредлагаемый электромагнитный преобразователь, общий вид,Преобразователь содержит крестоОбразный магнитопровод 1 с полюсами2, размещенными перпендикулярно крестообразной части. Место пересечениястержней магнитопровода выполнено в 40виде тела 3 вращения, например цилиндра. Возбуждающая 4 и подмагничивающая 5 обмотки охватывают кре"стообразную часть магнитопровода иразмещены в двух противолежащих углах между полюсами магнитопровода.Измерительная обмотка. б тоже охватывает крестообразную часть магнитопровода, но размещена в двух другихпротиволежащих углах между полюсамимагнитопровода, Все, обмотки (возбуждающая 4, подмагничивающая 5 и измерительная б) установлены на магнитопроводе с возможностью независимого поворота в плоскости его крестообразной части, для чего преобразователь снабжен механизмами 7 для регулировки углового положения этихобмоток,Электромагнитный преобразовательработает следующим образом. 60Преобразователь устанавливают полюсами 2 магнитопровода на испытуемую ненагруженную деталь. Возбуждающую обмотку 4 соедаияют с источником,переменного тока (не изображен), а 65 площадь сечения магнитопроводов;о 2 - обратимые магнитныепроницаемости деталив двух взаимно перпендикулярных направлениях; в 2 - параметры, характеризующие необратимость процессов намагничиваниядетали;Н - напряженности поля в 2детали по направлениюмагнитопроводов. того, Н и Н 2 записываем в НрНоь 006) НО 2"Но созе)(3)Н ш, ф Н ею Ъ, Н ,= Нп, саь ,где Но - напряженность, создаваемаяобмоткой 5 подмагничивания;И, - амплитуда напряженности по. ля обмотки 4 возбуждения;о( - угол поворота обмотки 5 относительно направления одного иэ магнитопроводов;- угол поворота обмотки 4 относительно того же направления,Поставив в уравнение (1) выражения (2) и (3), находим в соответствии с