Магнитоупругий датчик усилий

О П И С А Н И-Е" ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советскии Социалистических Республик(45) Дата опубликования описа Государственни 1 й иомитеСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий нь 19(54) МЛГНИТОУПРУГИЙ ДЛТЧИК УСИЛ 1 Й ена зможн дцапаз Изо измери пользов Пель изобретения - повышение чувствигельности и расширение диапазона изльеряемых усцль 1 ЙДостигается это тем, что в магнитоупругом датчике усилий содержащем корпус с крышкой, в которой вмонтирован силопередаюший элемент, и магцитопровод в виде связанных го контуру немагьштными элементами п-.астцц с отверстиями для размещения цзмерител 1.1 ьых обмоток, включенных в измерительььую схему, в немагьпьтный элемент введены ступенчатые опорные площадки с отверстиями для пластин, которые закреплв 11 ь 1 стяжць 1 мц элементами в виде болтов, и ксьщевь 1 е упоры, устанавливаемые на сту:1 эцчатьх опорах корпуса. 1 дествеИзв лий, вь с отвер ных об хем ит О рени пл На фцг. 1датчик усилий зебр Р .1 з 1 ф;1 ЕН ,111 ГЦЦ оупругий 2 - раз - разез;. ца 1; ьа 1 11 а Л 1 ЬЫХ 111 вьЦЯфц рез по Л-Л ца роз по Б-Б на ВКЛЮЧЕНЦ 1 Я ЦЗМ 4 - схематок при разцтцой нрофиь, оома ОПРЕД.,1 Е; ШОий,в ч, ,тцостконст; укпии диапазона изм порядка 0-800 ье предусмоттолько дл ряемыхус фп 1 рц 1 т ичцых знаках прцр м агь е бретение относится к облательной техники и может бано для измерения усилий, преимунно до 1000 кг,естные магцитоупругие датчики усиполненные ца базе магнитопрсводастиями для размещения измерителмоток, вкльоьенных в ызмерителькуьоне обеспе 1.1 вают требуемую чув"льность и цьцрокий диапазонизмеИзвестен также магнитоупругий датчиксилий, содержащ 1 й изгибаемый замкнутый магнитопрово в виде пакета связанных по контуру н.;агыитными стойкамиастин с отверс; яььц для размещениязмерптельпых об:, оток включенных в измер ьтельную схем;,.,Однако его недостаток также в том,то он не обеспечивает требуемую чувствиельность и ьцпро; цй диапазон измерений,так как указанньг датчик предназначен быстрой перестройки на1 зМеряемых усилий.ницаемости; на фиг. 5 - то же, при одинаковых знаках приращения.Датчик содержит расположенный в корпусе 1 с крышкой 2, в которой вмонтирсван силопередающий элемент 3, магнитопровод в виде связанных по контуру немагнитными элементами 4 пластин 5 с от.верстиями для стюкных элементов, напримерр болтов 6 и 7 и для размещенияизмерительных обмоток 8, В немагнитные 10элементы 4 введены зеркально располсженные ступенчатые опорные площадки 9для пластин 5 и концевые упоры 10, уотановленные на ступенчатых опорах 11см. фиг. 1) корпуса 1. Пластины 5 за Ркреплены на опорных площадках 9 немагнитных элементов 4 с помощью стюкныхэлементов, напримерр болтов 6 и 7.Ценгральный болт 12 в верхней частивыполнен в виде полусферы, которая через Жсилопередающий элемент 3 воспринимаетизмеряемое усилие Р,Обмотки 8 верхней и нижней пластин 5включены в противоположные плечи измерительной мостовой схемы (см. фиг. 4 и 5),Это позволяет исключить нулевой сигнал,компенсируемый, при отсутствии усилия Р,восполнить аддитивную составляющую температурной погрешности, так как температурные изменения проницаемости обеихпластин будут одинаковы, а зто такжеуменьшит погрешность гистерезиса, посколь-ку гистерезисные изменения хода характеристики растягиваемой и сжимаемойпластин также будут частично,компенсиро- фваться в измерительной мостовой схеме.Датчик работает следующим образом.При воздействии усилия Р магнитопровод подвергается изгибу,цри этом в верх-.ней пластине Б возникает напряжение сжа- фтия, а в нижней растяжение.При одном и. том же усилии Р зти напряжения тем больше, чем меньше расстояние между пластинами 5, которое изменяется с помощью пластин, закрепленныхна соответствующей ступени немагнитныхалементов 4 болтами 6. Так, например,при толщине пластин, равной 10 мм, ширине отверстий для обмоток 10 мм, ширине пластин 20 мм и расстоянием между центральным и боковым отверстиями для болтов 6 и 7, равным 65 мм, характерис тики датчика следующие.Расстояния между пластинами 10 мм ( первая ступень немагнитных элементов 4). При Р 80 кг в магнитопроводе возникают напряжения, равные 1000 кг/см (рассмаъ риваемые как верхний предел измерений), Общий сигнал при этом будет равен сумме сигналов двух сжимаемых (верхняя пластина магнитопровода) и двух Растягиваемых контуров (нижняя пластина магнитопровода), на каждый из них действуетнагрхдка в 1000. кг. При расстояний 20 мм (вторая ступень иемагнитных элементов) те же режимы и тот же выходной сигнал будут получены при Р = 130 кг, а цри расстоянии 30 мм (третья ступень) - при Р = 180 кг.В приведенных примерах не учтено изменение расстояния концевых упоров, увеличение которого способствует значительному повышению чувствительности, то ест возникновению в пластинах тех же напряжений при меньших измеряемых усилиях.Формула изобретенияМагнитоупругий датчик усилий, содержащий корпус с крышкой, в которой вмонтирован силопередающий элемент, и магнитопровод в виде связанных по контуру немагнитными элементами пластин с отверстиями для размещения измерительных обмоток, включенных в измерительную схему,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения диапазона измеряемых усилий, в немагнитный элеменг введены ступенча тые опорные площадки с отверстиями для пластин, которые закреплены стяжнымя элементами в виде болтов, и концевые упоры, устанавливаемые на ступенчатых оКорах корпуса.1 Подписное комитета Совета Мин ретений и открытийРаушская наб., д,Тираж 110 осударственного по делам изоб 5, Москва Ж.35