Магнитоупругий дифференциальный дина-mometp

Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.З Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 150781 А.Ф.Хохлов, В.В.Киреев,В.А.Х 1 уравлев,Д.Н.Попов и В.И.Попадько(72) Авторы изобре.тени 71) Заявител Мо ски исти лектронного машино(54) МАГНИТОУПРУГИЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙДИНАМОМЕТР 0 Изобретение относится к весоизмерительной технике, а именно к устройствам для измерения разности сил и может быть использовано, например в автоматизированных системах взвешивания и дозирования в черной металлургии при взвешивании и дозировании шихтовых материалов.Известны магнитоупругие динамомет ры, содержащие магнитоупругий сердечник, помещенный в корпус, воспри нимающий измеряемую нагрузку. На сер дечнике расположены обмотка возбуждения, соединенная с генератором переменного тока и измерительная об мотка, соединенная с прибором, по показаниям которого судят о величине приложенной силы (.1 .. Недостаток известных динамометров - невозможность измерения разности приложенных сил.Наиболее близким по технической сущности является магнитоупругий дифференциальный динамометр, содерж щий замкнутый стержневой магнитопровод с тремя обмотками, одна из . которых питается переменным током постоянной частоты, а две другие ., расположены на разных ветвях магнитопровода, подвергаемых неодинаковы нагрузкам для создания в магнитопроводе различных по величине местных напряжений. Обмотки включены дифференциально для получения на выходе напряжения, величина которого является фунНцией разности указанных нагрузок 21.Существенным недостатком данного устройства является наличие разомкнутого типа магнитопровода.чувствительного элемента и, как следствие, малая чувствительность преобразователя.Цель изобретения - повышение чувствительности измерения разности двух сил. Эта цель достигается тем, что динамометр снабжен корпусом, выполненным в виде полого цилиндра и фиксирующей пластины с круговым вырезом, в который помещен этот цилиндр, своей осью перпендикулярно пластине, а магнитопровод выполнен в виде двух сердечников, запрессованных в полый цилиндр у его торцов, так, что продольная ось сердечников совпадает с плоскостью приложения сил, при этом обмотки возбуждения и измерительная выполнены каждая из двух секций, размещенных на обоихсердечниках, причем секции обмотки возбуждения соединены параллельно, а секции измерительной обмотки последовательно и встречно.Кроме того, с целью регулирования начального сигнала измеритель 5 ной обмотки, Фиксирующая пластина выполнена с возможностью перемещения вдоль .оси цилиндра.На фиг.1 изображена конструкция предложенного магнитоупругого диф- )О ференциального динамометра, внешний вид, с вырезом; на фиг.2 - схема электрического соединения обмоток динамометра и их подключения к генератору и прибору; на фиг.З - статические характеристики магнитоупругих сердечников и всего устройства.Магнитоупругий дифференциальный динамометр (Фиг.1) содержит корпус 1, помещенный в фиксирующую пласти-. ну 2 с круговым вырезом. Корпус 1 20 выполнен в виде полого цилиндра. Магнитоупругие сердечники 3 и 4 запрессованы в расточку цилиндра у его торцов так, что продольные оси (показаны штрих-пунктирной линией) 25 сердечников 3 и 4 совпадают с линией действия сил Р и ц (направления действия сил Р и О показаны стрел" ками). Обмбтка возбуждения состоит Р из двух секций 5 и б. Секция 5 раз- ЗО мещена насердечнике 3, секция б размещена на сердечнике 4. Измерительная обмотка состоит из секций 7и 8. Секция 7 размещена на сердечнике 3, секция 8 размещена на сер- З 5 дечнике 4. Секции обмотки возбуждения б и 5 соединены параллельно и подключены к генератору 9 переменного тока (см.фиг.2)Секции 7 и 8 измерительной обмотки соединены последовательно и встречно и подключе О ны к измерительному прибору 10.В.настоящем устройстве используется эффект распределения механических напряжений в полом деформируемом цилиндре, одно из поперечных се чений которого фиксируется (например, при помощи пластины с круговым вырезом), При сжатии одного конца полого цилиндра его сечение в данной плоскости принимает эллипсовидную 5 О Форму фс большой осью в направлении, перпендикулярном линии действия силы, а сечение противоположного кон-, ца цилиндра принимает эллипсовидную .форму с большой осью в направлении, пара)молельном линии действия силы, При Йтом сечение цилиндра в плоскости Фиксирующей пластины остается неизменным (деформания типа бабочка или сплющивание трубы в стенке).Таким образом, деформируемый кор пусв виде полого цилиндра с запрессованными в его торцах сердечниками магнитопровода помещенный в фиксирующую пластину, передает механическое усилие (деформацию) одного б 5 сердечника другому с обратным знаком. В случае действия двух сил к каждому магнитоупругому сердечнику прикладывается разность измеряемых сил.Наилучший эффект использования механических свойств корпуса дифференциального динамометра проявляется при использовании в качестве материала корпуса упругих сталей в следующих соотношений геометрических размеров.Ь = 0,9 - 1,1 ад = 0,6 в , 0,8 йнгде Ь - длина цилиндрического корпуса;йн - наружный диаметр цилиндра;6 - внутренний диаметр цилиндра (при этом толщина фиксирующей пластины находится в пределах 1,5 - 2 к толщине стенок полого цилиндрического корпуса).ф Магнитоупругий дифференциальный динамометр работает следующим образом.В отсутствие действия сил Р и Я на.магнитоупругие сердечники 3 и.4 действуют начальные усилия прессовой посадки Рр и ( причем величина Ро и Я составляет максимальную величину разности измеряемых сил Р и Ц, При этом в секциях 7 и 8 измерительной обмотки наводится напряжение и Оо и 00,Перемещая Фиксирующую пластину 2 вдоль оси цилиндра 2 можно добиться выполнения. условия Оо = 20, Тогда выходное напряжение динамометра О будет равно нулю (см. .Фиг.З), поскольку измерительные обмотки соединены последовательно и встречно. Если на торец корпуса с запрессованным магнитоупругим сердечником 3 действует сила Р, а на торец корпуса с запрессованным сердечником 4 действует сила Я (пусть для определенности выполняется условие Р)Ц), то напряжение 0, наводимое в секции 7, увеличится на величину д, напряжение О, наводимое в секции 8 уменьшится на величину Л ,). Поэтому напряжение на выходе устройства будет равно Ь 1),где Л 0 можно найти из соотношенияД.ц = 601-Ыа рПоскольку напряжения наводимые всекциях измерительной обмОтки связаны с приложенными силами Р и 0.соотношениямиЬ. =)с, (Р-Я) МЦ =)с(Я-Р); (Р).Я,60 Со)2)то при выполнении условия .)с,=И где)с. и )съ чувствительности магнитоупругих сердечников 3 и 4 будет справедливо соотношениеЬ=)с (Р-О) )с. (Ц-.Р) =2)с (Р)с (Р-о),Щгде 2)с - чувствительность динамометра,849081 Формула изобретения НИИПИ Заказ 5468/6 ираж 907 Подписное илиал ПППфПатентф .Ужгород,ул.Проектн Из соотношения (3) видно, чточувствительность динамометра в два раза превышает чувствительность магнитоупругого сердечника при измерении разности сил.Дифференциальныймагнитоупругий динамометр помимо повышенной чувствительности .обладает также рядом дополнительных преимуществ. К .ним относится независимость показаний динамометра от, теплового режима, простота и технологичность конструкции делающие устройство более надежным и дешевым. 1. Магнитоупругий дифференциаль- ный динамометр, содержащий замкну" тый магнитопровод с обмотками возбуждения и измерительной, и генератор переменного тока, о т л и ч а.- ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности измерения разности двух сил, он снабжен корпусом, выполненным в виде полого ци" линдра, и фиксирующей пластины с круговым вырезом, в который входитось этого цилиндра, перпендикулярнопластине, а магнитопровод выполненв виде двух сердечников, запрессованных в .полый цилиндр у его торцов,так, что продольная ось сердечников.совпадает с плоскостью приложениясил, при этом обмотки возбуждения иизмерительная выполнены каждая издвух секций, размещенных на обоихсердечниках, причем секции обмоткивозбуждения соединены параллельно, асекции измерительной обмотки - последовательно и встречно.2. Динамометр по п.1 о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью регулирования начального сигнала измерительной обмотки, фиксирующая пластина выполнена с воэможностью перемещения вдоль оси цилиндра.Источники информации,20 принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 2895332,кл, 73-141, 21.07.69.2. Авторское свидетельство СССРМ 98177, кл. 6 01 Ь 1/12, 09.06.51р прототип) .