Магнитоупругий датчик силы

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительнее к авт. свид-ву(22) Заявлено 100781 (21) 3315076/18-10 И) М. Кп.з О 01 . 1/12 с присоединением заявки Йо " Государствеииый комитет СССР во делам изобретеиий и открытийОпубликовано 210133, Бюллетень йо 3 Дата опубликования описавия 2 М 1.83(71) Заявитель Московский инс ИАГНИТОУНРУГИЙ ДАТЧИК СИЛЫ дом нит О н Изобретение относится к весоизмерительной технике, а более конкретно к устройству первичных преобразователей силы в уровень выходногоэлектрического напряжения, принципдействия которых основан на магнитоупругом эффекте.Известен магнитоупругий датчик силы с перекрещивакщимися обмотками,снабженный дополнительным магнитопроводом с обмоткой подмагничивання,постоянным током. При атом увеличе-;ние чувствительности преобразованияосуществляется за счет работы на наиболее крутом участке основной кривой намагничивания 1Кроме нетехнологичности даннойконструкции данный способ повышениячувствительности не во всех случаяхможет привести к желаемому результату, так как заранее не известен видкривой намагничивания,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсямагнитоупругнй трансформаторный преобразователь; содержащий возбуждающий и измерительный трансформаторыи магнитоупругий чувствительный элемент; связанные общим короткоэамкутым.витком 12 3. лектронного машиностроения Данная конструкция датчика обладает низкой чувствительностью, значительной, нелинейностью и малой вы :хОдной мощностъюе Конструкция чувствительного элемента не позволяетполностью использовать материал сердечника в механическом отношении.Целью изобретения является повышение чувствительности преобразова ния усилия за счет увеличения коэффициента трансформации.Эта цель достигается тем, что магнитопроводы входного и выходногосогласующих трансформаторов и чувствительного. элемента выполнены изпластин одинаковой конфигурации,причем магнитопроводы входного йвыходного согласующих трансформаторов выполнены с отогнутыми противоположными краями, содержащими каж"дый по одному отверстию, прикреплены к противоположным сторонам магнитопровода чувствительного элементапод углом 90 о относительно друг друга и совмещены отверстиями, а неотогнутые края магнитопроводов разрезаны до отверстий, при этом в каотверстии в отогнутых краях магопровода входного согласующегонсформатора размещено по однойсекции двухсекционной обмотки намагничивания, подключенной к генератору возбуждения, а в каждом отверстии в отогнутых краях магнитопровода выходного согласующего трансформатора. размещено по одной секции двухсекционной измерительной обчотки.5На фиг. 1 представлен внешний вид магнитоупругого датчика силй; на Фиг. 2 - устройство дат ика с разнесенными в пространстве (для нагляд 1 О ности ) элементами конструкции, а также особенности подключения обмоток,Датчик содержит генератор 1 возбуждения,магнитопровод 2 входного согласующего трансформатора, секции 3 первичной обмотки намагничивания, магнитопровод чувствительногоэлемента 4, одновитковая шина 5 намагничивания чувствительного элемента,одновитковая измерительная шина 6чувствительного элемента, магнито 20 провод 7 выходного согласующего трансформатора, секции 8 вторичной измерительной обмотки, сопротивление 9нагрузки, измерительный прибор 10. 25 Одновитковая обмотка 5 намагничивания чувствительного элемента 4 пред Витковые данные первичной обмотки 5 намагничивания входного согласующего трансформатора и вторичной измерительной обмотки 8 выходного согласующего трансформатора определяются необходимым режимом намагничи 60 65 ставляет собой медную шину и одновременно является вторичной обмоткой ЗОвходного согласующего трансформатора. Измерительная одновитковая шинаб чувствительного элемента 4 такжепредставляет собой медную шину и од.новременно является первичной обмоткой выходного согласующего трансформатора. Первичная обмотка намагничивания входного согласуницего трансформатора н вторичная измерительная обмотка выходного согласующего трансформатора выполнены двухсекционными,при этом магнитопроводы входного ивыходного согласующих трансформаторов разрезаны до отверстий, в которых отсутствуют многовитковые обмотки. Этим достигается уменьшение начального сигнала выходной измерительной обмотки за счет невОзможностинаведения ЭДС из первичной намагничивающей обмотки непосредственно вовторичную измерительную обмотку чувствительного элемента, несмотря нато, что последняя охватывает магнитопровод входного согласующего трансФорматора. Кроме того, данная конструктивная особенность обеспечивает 55дополнительное повышение чувствительности преобразования за счет локализации потоков намагничивания. вания, сводящимся к выбору величины МДС, а также требуемым уровнем выходного сигнала. Рекомендуемая величина угла сгиба (50-80 ) выбирается исходя из ограничений, накладываемых геометрическими размерами обмоток намагничивания и измерительной согласующих трансформаторов (нижняя граница углового диапазона ) и механическими характеристиками холоднокатанной текстурированной электротехнической стали (верхняя граница ),Глубина сварного шва сердечника чувствительного элемента определяется требованиями механической прочности магнитопровода чувствительного элемента и ограничивается допустимыми потерями в стали.Магнитоупругий датчик силы позволяет повысить чувствительность преобразователя за счет увеличения коэффициента трансформации локализации магнитных потоков многовитковых обмоток намагничивания и измерительной. Кроме того, датчик повышает выходную мощность за счет большего коэффициента заполнения (применение медных шин ) и возможности использования намоточного провода большого диаметра.формула изобретенияМагнитоупругий датчик силы трансформаторного типа, содержащий входной и выходной согласующие трансформаторы и магнитопровод чувствительного элемента с четырьмя отверстиями, связанные общими короткозамкнутичи витками, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности измерения усилий за счет увеличения коэффициента трансформации, магнитопроводы входного и выходного согласующих трансформаторов и чувствительного элемента выполнены из пластин одинаковой конфигурации, причем магнитопроводы входного и выходного согласующих трансформаторов выполнены с отогнутыми противоположными краяли, содержащими каждый по одному отверстию, прикреплены к противоположным сторонал магнитопровода чувствительного элемента под углом 90 ф относительно друг друга и совмещены отверстиями, а неотогнутые края магнитопроводов разрезаны до "отверстий, при этом в каждом отверстии в отогнутых краях магнитопровода входного согласующего трансформато-ра размещено по одной секции двух- секционной обмотки намагничивания, ,подключенной к генератору возбуждения, а в каждом отверстии в отогнутых краях магнитопровода выходного согласующего трансформатора размеще-,991197 Фиг, 2ставитель Н. Вохред М.коштура к КорректорЛ дак енк а 11/56 Тираж 871 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра. Подписноекомитета СССРи открытийушская наб., д. 4/5 Патент", г. Ужгород, ул. Проектна лиа но по одной секции двухсекционноииэмерительной обмотки,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе