Магнитоупругий преобразователь ускорений

Оп ИСАЙИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск ихСоциалистическихРеспублик(ы)м. кл. С О 1 Р 15/11 Гееударстаеккый кемлтвт СССР пе делам кзфбратеккк и открытийДата опубликования описания 07.01.83 Е В Андреев и В Г Рыгалин(5 Й) МАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬУСКОРЕНИЙ 1Изобретение относится к преобра-зователям неэлектрических величинв электрический сигнал, в частностик преобразователям ускорений колеблющегося объекта, и может быть использовано для измерения знакопеременных ускорений.Известен датчик ускорения, содержащий инерционную массу, укрепленнуюв корпусе на упругих подвесах, ипреобразователь, выполненный в видепары магнитоанизотропных элементов,механически и электрически соединенных по дифференциальной схеме на общем магнитопроводе, середина которого жестко соединена с корпусомдатчика, концы которого связаны синерционной массой 1 1,К недостаткам устройства относятся сравнительно низкая чувствитель,ность, так как часть измеряемого усилия идет на деформацию упругих подвесов инерционной массы ; недостаточная стабильность, так как вэтом датчике начальное сжатие создается пружинами и эта сила сжатияизменяется при изменении температурыи с течением времени; недостаточнаямощность электрического сигнала, таккак магнитоанизотронные преобразователи дают менее мощный сигнал, чеммгнитоупругие преобразователи; сложность конструктивного и технологичестокого выполнения,и, кроме того, этотдатчик не позволяет преобразовыватьзнакопеременные силы и виброускорения.т 5Известен акселерометр, содержащиймагнитопровод, на котором размещены обмотки возбуждения, инерционнаямасса и измерительные обмотки ь 2 т,Наиболее близким по технической 20сущности и достигаемому результату к предлагаемому является магнитоупругий преобразователь ускорений, содержащий консольно закрепленный25 3 98753магнитопровод с инерционной массой,обмотки возбуждения и измерительныеобмотки 3Недостатком известных устройствявляется недостатоцная точность из-за 5действия в магнитопроводе при егоизгибе поперечной силы и неравномерного распределения напряжений сжатияи растяжения по сецению стержнеймагнитопровода, 30Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем,что инерционная масса закрепленана свободном конце центрального 5стержня магнитопровода, обмотки возбуждения расположены на основаниимагнитопровода, а измерительные обмотки - на стерннях, параллельныхоснованию. 20На чертеже схематично приведенопредлагаемое устройство,Магнитоупругий преобразовательускорений содержит магнитопровод 1с основанием 2 с двумя крайнимистержнями 3 и 4,стержневой магнитопровод 5,на котором закреплена инер-,ционная масса 6.На основании 2 располонены обмотки возбуждения 7.и 8.Настержнях 9 и 10, параллельных осно- зОванию магнитопровода, расположеныизмерительные обмотки 11 и 12. Магнитопровод 5 выполнен удлиненным, аинерционная масса 6 закреплена насвоСодном его конце. Другой конеццентрального стержня 5 имеет проточку13, за счет чего увелициваетсячувствительность при измерении знакопеременных ускорений, Измерительныеобмотки 11 и 12 соединены дифференциально, Обмотки возбуждения 7 и 8 располонены на основании 2 по разные стороны от стержневого магнитопровода5 и соединены встрецно.Стержни 9 и 10 выполнены из магнитоупругого материала, Преобразователь укрепляется на объекте ( на цертеже не показан) одним из крайнихстернней 3 или 4 магнитопровода 1.Магнитный поток Ф, создаваемый вмагнитопроводе 1 обмотками возбуждения 7 и 8, проходит через крайниестержни 3 и 4 магнитопровода 1 и магнитоупругие стержни 9 и 10. При этомв измерительных обмотках 11 и 12 наводятся ЭДС Е и Е, При условии магнитной симметрии иагнитопровода 1 и 2 4одинакового количества витков в измерительных обмотках 11 и 12 наводи; мые ЭДС будут равны и суммарная ЭДС при дифференциальном соединении об- мотоК 11 и 12 будет равна нулю.При воздействии измеряемого ускорения на инерционную массу б магнитоупругие стержни 9 и 10 будут подвергаться напряжениям сжатия и растяжения. При этом, если один из стержней, например 10, сжимается, то другой, например 9, растягивается. Вследствие этого изменяются ЭДС измерительных обмоток 11 и 12, причем приращения ЭДС имеют противоположные знаки. Суммарная ЭДС измерительных обмоток 11 и 12 становится отличной от нуля. Величина суммарной ЭДС пропорциональна величине измеряемого ускорения, а фаза - направлению действия ускорения. В магнитоупругих стержнях 9 и 10 действуют только напряжения сжатия и растяжения, поперечная сила отсутствует, причем величина этих напряжений одинакова по всей длине и по сечению стержней. Это ведет к повышению точности измерения,Формула изобретения Магнитоупругий преобразовательускорений, содержащий консольно закрепленный магнитопровод с инерционной массой, обмотки возбужденияи измерительные обмотки,о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, инерционнаямасса закреплена на свободном концецентрального стержня магнитопровода,обмотки возбуждения расположены наосновании магнитопровода, а измерительные обмотки - на стержнях, параллельных основанию,1Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Н 312205, кл, С 0Р 15/11, 1970.2. Авторское свидетельство СССР И 501357, кл. О 01 Р 5/11., 1974.3. Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара. Справочник под ред, В.В.Клюева, Кн.1-я. М "Машиностроение", 1978, с.1 прототил 1.Составитель И.ПолунинаеДактор Н.Егорова ТехредМ.Гергель ректор Й,Король писное ППП "Патент Ужгород,ул. Проектна л Заказ 10296/33 Тираж 871 Под ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушскал.наб., д, 4/5е г е е