Магнитоупругий преобразователь усилий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК А 19) Я 4(51) С 01 1 1/ ЩД ф,гмя перемычкану большего малого. и рароны нейтрал ой плоскос арал- попарплос-,м парах иаллельных лельно ре бр ,но с ними костях, о т тем, что, с устойчивост большие рас в ничивания асположенн очки больш ричем одн а к источ о падающе точнику пил щего тока и обмотки под ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 3443755,кл. С 01 1. 1/ 12, 15,02.83.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 3523477,кл, С 01 1 1/12, 23.06.83.(54)(57) МАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УСИЛИЙ, содержащий консольнозакрепленный магнитопровод с обмотками намагничивания и измерения,выполненный в виде равнобедреннойтрапеции с окном, образованным двуми, связывающими сер основания с вершинам положенными по обе с личающийся целью повышения помехои при передаче сигнала на стояния, обмотка намагазделена на две части, е по обе.стороны средней ого основания трапеции, часть обмотки подключеику пилообразного линейо тока, а другая - к .исообразного линейно растук выходу измерительной лючен нуль-орган.Изобретение относится к техникеизмерения сил, в частности, к преобразователям, основанным на изменениимагнитных свойств материала в зависимости от нагрузки. 5Известен магнитоупругий преобразователь усилий, содержащий консольно закрепленный магнитопровод собмотками, выполненный .в виде равнобедренной трапеции с окном, образованным двумя перемычками, связывающими середину большего основанияс вершинами малого основания, аперемычки расположены по обе стороны нейтральной плоскости 11). . 15Недостатком этого датчика является низкая чувствительность из-забольшой его высоты.Известен также магнитоупругийпреобразователь усилий, содержащий 20консольно закрепленный магнитопроводс обмотками, выполненный в виде1,равнобедренной трапеции с окном,образованным двумя перемычками, связывающими середину большего основания с вершинами малого основания, аперемычки расположены по обе стороны нейтральной плоскости параллельно ребрам в нарах и попарно с нимив параллельных плоскостях 23, 30Указанный преобразователь на выходе имеет амплитудно-модулированный сигнал (АМ). Использование егов цифровых системах без применениядополнительных преобразователей ана- З 5лог-код невозможно, Кроме того, всистемах связи и телемеханики, гдеизмерительный сигнал передается набольшие расстояния, амплитудномодулированный сигнал не обеспечивает 40достаточной помехозащищенности,Цель изобретения - повышение помехоустойчивости при передаче сигналана большие расстояния за счет обеспечения возможности получения на выходе преобразователя фазомодулированного импульсного сигнала.Указанная цель достигается тем,что в магнитоупругом преобразователе усилий содержащим консольно закрепленный магнитопровод с обмоткаминамагничивания и измерения, выполненный в виде равнобедренной трапециис окном, образованным двумя перемычками, связывающими середину большого 55основания с вершинами малого и расположенного по обе стороны нейтраль-,ной плоскости параллельно ребрам в парах и попарно с ними в параллельных плоскостях, обмотка намагничивания разделена на две части, расположенные по обе стороны средней точкибольшого основания трапеции, причемодна часть обмотки подключена к источнику пилообразного линейно падающего тока, а другая к источнику пилообразного линейно растущего тока ик выходу измерительной обмотки под,ключен нуль-орган.На фиг. 1 представлена конструкция магнитоупругого преобразователяусилий; на фиг, 2 - две проекции преобразователя без обмоток; на фиг, 3схема замещения магнитной цели; нафиг. 4 - графики, поясняющие принцицдействия преобразователя.Преобразователь содержит (фиг. 1)магнитопровод 1 с четырьмя стержнями 2-5, ребра трапеции и перемычки,обмотки намагничивания 6, 7 и измерения 8, нуль-орган 9, Один из концовмагнитопровода 1 закрепляется, а квторому прилагается измеряемое усиление, На обмотку б подается пилообразный линейно подающий ток, а наобмотку 7 - пилообразный линейнорастущий ток, К выходу измерительнойобмотки 8 подключен нуль-орган 9.В схеме замещения (фиг. 3) Км,м 2 НмНмю - соответственно магнитные сопротивления стержней 2-5;Км, Вм - магнитные сопротивленияучастков ас, се и Ьй; Рм, Р.1 магнитодвижущие силы, созданные обмотками намагничивания: Ф ф , ф з -магнитные потоки, протекающие черезучастки саЬ, сне, Ьй,На фиг. 4 Ф - магнитный потокпри Р=О; Фр - магнитный поток приРФО; Бн - выходное напряжение нульоргана; Ч - фаза выходных импульсов при Р=О; Тр - фаза выходныхимпульсов при РФО,Преобразователь усилий работаетследующим образом Когда измеряемое усилие Р равно нулю, магнитная цепь си метрична Нм 1 =м =Км =Кр . Магнитные потенциалы точек Ь и й по времени изменяются, вследствие чего изменяется магнитный поток ф =ср (фиг, 4), Изменение магнитного потока ф ино дуцирует в измерительной обмотке ЭДС, которая подается на вход нульоргана 9. В моменты , , , ког3 11558 да ф =О, нуль-орган выдает короткие импульсы У . Фаза выходного импульса в этом случае равна У, Под дейтвием усилий стержни 2 и 4 растягиваются, 3 и 5 сжимаются. Магнитные сопротивления Км, Км увеличиваются, а Км и Км уменьшаются. Магнитный поток ф изменится по закону ф (см. фиг. 4). В этом случае на выходе нуль-органа импульсы получают ся в моменты й, С, й и фаза выходного сигнала будет. Измене" ние усилия Р приведет к изменению фазы. На выходе преобразователя 76 4получим импульсы. фаза которых зави" сит от величины усилия Р.В прелложенном преобразователе выходной сигнал является фазомопулированныь импульсным сигналом (ФИИ) . Для использования этого преобразователя в цифровых системах не требуется дополнительного аналого-цифрового преобразователя, Помехоустойчивость фазомодулированного импульсного сигнала при передаче на большие расстояния на порядок вьвпе,помехоустойчивости амплитудно модулирован" ного сигнала.