Силоизмерительный датчик

(19) И 1/12 ДПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (53 ) 531. 781(088. 8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 169831, кл. О 01 1, 1/12, 1966.2. Гуманюк М.Н. Магнитоупругие датчики в автоматике. Киев, 1972, с. 123-140(прототип).(54)(57) СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНЬ 1 Й ДАТЧИК, содержащий магнитопровод, состоящий из ферромагнитных пластин, с измерительной и подключенной к источнику переменного напряжения возбуждающейобмотками, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности, в него дополннтельно введенывторая возбуждающая и вторая измерительная обмотки, фазосдвигающаяцепь и фаэометр, при этом обмоткиразмещены на полюсах, расположенныхмежду ферромагнитными пластинами.так, что линии, соединяющие оси возбуждающих и оси измерительных обмоток, взаимно перпендикулярны и составляют угол 45 О к линии действиянагрузок, причем вторая возбуждающая обмотка подключена к источникупеременного напряжения через фазосдвигающую цепь, а измерительныеобмотки соединены с фаэометром.25 45 60В состав силоиэмерительного датчика входят первая возбуждающая обмотка 1, подключенная к источнику 2 переменного напряжения, первая измерительная обмотка 3, ферромагнит.65 Устройство относится к измеритель.ной технике и может быть использовано для измерения сжимающих и растягивающих, усилий в различных механизмах.Известен трансформаторный датчик,предназначенный для работы в сочетании с сельсином, преобразующий усилие в Фазовый разбаланс напряженийвторичных обмоток, в результатекоторого происходит поворот роторасельсина.Устройство обладает повышеннойпомехозащищенностью, поскольку припередаче фазового раэбаланса по проводному каналу связи амплитудные 15помехи, возникающие в последнем,практически не влияют на передаваемую информацию 1 .Недостатком устройства являетсясложность конструкции. 20Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсядатчик-прессдуктор, представляющийсобой пакет пластин, на диагоналяхкоторых симметрично расположенычетыре отверстия, через которыенамотаны две обмотки 2 .Недостатком известного датчикаявляется то, что при передаче полезного сигнала по проводному каналусвязи происходит его искажение эасчет различных наводок и помех,которые носят амплитудный характер.Целью изобретения является повышение точности.Поставленная цель достигаетсятем, что в силоизмерительный датчик,содержащий магнитопровод, состоящийиз ферромагнитных пластин, с измерительной и подключенной к источникупеременного напряжения возбуждающей 40обмотками, дополнительно введенывторая возбуждающая и вторая измерительная обмотки, фазосдвигающая цепьи Фаэометр, при этом обмотки размещены на полюсах, расположенныхмежду ферромагнитными пластинамитак, что линии, соединяющие оси возбуждающих и оси измерительных обмоток взаимно перпендикулярны и состав.ляют угол 45 к линии действия наогрузок, причем вторая возбуждающаяобмотка подключена к источнику переменного напряжения через фаэосдвигающую цепь,.а измерительныеобмоткисоединены с фаэометром.На фиг. 1 показана конструкцияпредлагаемого датчика; на фиг, 2разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 -электрическая схема датчика; наиг. 4 - схема. работы датчика,ные пластины 4, вторая возбуждающая 5 и вторая измерительная 6 обмотки, четыре параллельно расположенные полюса 7, на которых находятся возбуждающие 1 и 5 и измерительные 3 и 6 обмотки, расположенные между двумя силовоспринимающими пластинами 4, которые фиксируются полюсами 7 таКим образом, что линии соединяющие оси возбуждающих 1 и 5 и измерительных 3 и 5 обмоток, взаимно перпендикулярны и составляют угол 45 к линии действия нагрузки, фаэосдвигающая цепочка 8 и Фазометр 9, причем вторая возбуждающая обмотка 5 подключена к источнику 2 переменного напряжения через фазосдвигающую цепь 8, а измерительные обмотки 3 и 6 соединены с фаэометром.По обмоткам 1 и 5 возбуждения протекают синусоидальные токи амплиФ туды которых равны, а фазы сдвинуты на угол. При отсутствии механических напряжений в ферромагнитных пластинах, в силу симметрии, ЭДС К 3 и Е , наведенные в измерительных катушках, совпадают по амплитуде и по фазе.При приложении к пластинам сжимающих механических напряжений, волокна материала пластин между обмотками 1-6 и 3-5 сжимаются, при этом магнитная проницаемость указанных участков уменьшается, вызывая умень-. шение взаимоиндукции между обмотками 1-6 и 3-5, т.е, ЭДС Е и Е соответ.ственно уменьшаются на величину дЕ 6 и Ь Е .Ед, - ЭДС в измерительнойобмотке 6, йаведенная.действием возбуждающей обмотки 1; ЕЭ- ЭДС. в измерительной обмотке З,.йаведенная действием возбуждающей обмотки5) .Участки обмоток 1-3 и 6-5 остаются в ненагруженном состоянии, взаимоиндукция между обмотками 1-3и 6-5 не изменяется и ЭДС Е , и Еду своих значений не изменяют (Е- ЭДС в измерительной обмотке 3, наведенная действием возбуждающей обмотки 1; Едс - ЭДС в измерительной обмотке 6, наведенная действием возбуждающей обмотки 5). Результирующие ЭДС Е и Е 6 измери. тельных обмоток 3 и 6 определяются векторным суммированием соответствующих составляющих.Сдвиг Фаз между ЭДС Е и Е 6 (фиг. 4) тем больше, чем больше изменения составляющих Ед и Еэ, а значит и механических .напряжений, т.е. разность фаз ЭДС, наведенных в измерительных обмотках несет в себе информацию о величине механичес. ких напряжений в ферромагнитных пластинах. Величина фазы может быть определена с помощью фазометра.Устройство обладает повышенной помехоустойчивостью, поскольку полез ный сигнал передается в виде Фазового сдвига двух синусоидальных колебаний, на который амплитудные наводки и помехи, приводящие к потере инФормации в амплитудных датчиках, оказывают меньщее влияние.4-А