Магнитоупругий преобразователь усилий

(.19) ( 1) 4400 А 4(51) С 01 Ь 1/12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ В ти ССР71,Р АЗОи ниусилмов рижен а е- зштыр ко ю сн ил ЬР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Ереванский политехнический ннтут им. К.Маркса(56) 1. Авторское свидетельство СВ 454436, кл, С 01 Ь 1/12, 15.03,2, Авторское свидетельство СССУ 527611, кл. С 01 Ь 1/12, 1975(54)(57) 1. МАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРВАТЕЛЬ УСИЛИЙ, содержащий магнитопровод с изгибаемыми плечами и отверстиями на нейтральной линии матопровода, намагничивающую и изметельные обмотки, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышния чувствительности и точности имерений, отверстия выполнены в видтреугольников, образованных наклоными равными по длине перемычками соединяющими противоположные от нейтральной линии стороны плеч, причемнамагничивающая обмотка равномерно намотана на перемычках, а дифференциально соединенные измерительные обмотки намотаны на основаниях треуголников по обе стороны нейтральнойлинии или намагничивающая обмоткарасположена на перемычках, начинаяс крайней через одну, а измерительная обмотка - на перемычках междуними. Преобразователь по п. 1, о т а ю щ и й с я тем, что, с цеобеспечения измерения контакты ий нажатия электрических разье" концы плеч магнитопровода снаб параллельными выступами, причетолщин выступов и воздушного а между ними больше толщинынтролируемого разъема на за реднюю величину деформации02 20 1 11440Изобретение относится к технике измерения сил и может быть использовано, например,для измерения контактных усилий нажатия электрических разъемов, 5Известен магнитоупругий преобразователь усилий, представляющий собой консольный"иэгибаемый магнитопровод с рядом отверстий,; центры которых расположены на нейтральной линии кон О сольной балки. Измерительные обмотки размещены в отверстиях и охватывают его участки по обе стороны нейтральной линии, а намагничивающая обмотка обхватывает магнитопровод 1, 15Недостатками преобразователя являются невысокие чувствительность и точность измерений, что обусловлено наличием в магнитной цепи преобразователя воздушного зазора.Наиболее близким техническим реш нием к изобретению является магнитоупругий преобразователь растягивающих (сжимающих) усилий, содержащий магнитопровод в виде незамкнуто го кольца с отверстиями, центры которых находятся на нейтральной линии кольца. Измерительные обмотки размецены в отверстиях и охватывают участки магнитопровода по обе стороны нейтральной линии. Обмотка намагничивания обхватывает кольцо по толщине. На концах кольца имеются отяерстия Лля лрилсжеиия усилий 2 .Недостатком известного преобразо 35 вателя является наличие воздушного за.зора в магнитной цепи преобразователя, величина которого зависит от величины и направления измеряемого усилия, так как это снижает чувствитель 4 ность и точность измерений. Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерений, а также обеспечение возможности измерения контактных усилий нажатия в 45 электрических разъемах.указанная цель достигается тем, что в магнитоупругом преобразователе усилий, содержащем магнитопровод с изгибаемыми плечами и отверстиями 50 на нейтральной линии магнитопровода, намагничивающую и измерительные обмотки, магнитопровод снабжен наклонными равными по длине перемычками, соединяющими противоположные от 55 нейтральной линии стороны плеч и образующими треугольные отверстия между ними, причем намагничивающая обмотка равномерно намотана на перемычках, а дифференциально соединенные измерительные обмотки намотаны на основания треугольников по обе стороны нейтральной линии или намагничивающая обмотка расположена на перемычках начиная с крайней через одну, а измерительная обмотка - на перемычках между ними.Кроме того, концы плеч магнитопровода снабжены параллельными выступами, входящими в гнездо контакта, причем сумма толщин выступов и воздушного зазора между ними больше толщины штыря контролируемого разъема на среднюю величину деформации плеч.На фиг. 1 схематически показан магнитоупругий преобразователь усилий с кольцевым магнитопроводом," на Фиг.2 - магнитоупругий преобразователь контактных усилий нажатия с прямоугольным рамочным магнитопроводом, йа фиг. 3 - схема замещения магнитнОй цепи преобразователя с кольцевым магнитопооводом; на Фиг. 4 - уцрощенный вариант схемы замещения на фиг.3, на фиг. 5 - схема замещения магнитной цепи преобразователя с прямоугольным рамочным магнитопроводом. Магнитоупругие преобразователи усилий содержат магнитопровод 1 с симметричными изгибаемыми плечами 2, Перемычки 3 соединяют противоположные от нейтральной линии стороны плеч 2 и образуют треугольные отверстия 4 с основаниями 5 по сторонам плеч 2. Намагничивающая обмотка 6 намотана на перемычках 3. Между концами плеч 2 имеется воздушный зазор 7.В преобразователе на Фиг. 1 измерительные обмотки 8 намотаны на основаниях 5 треугольников 4 по обе стороны нейтральной линии и соединены дифференциально. В преобразователе на Фиг. 2 измерительная обмотка 8 намотана на перемычках 3 между перемычками, на которых размещена обмотка б намагничивания а концы плеч 2 снабжены параллельными выступами 9. В схемах замещения магнитной цепи (фиг. 3 и 5) приняты следующие обозначения:"м - магнитное сопротивление оснований 5 по внешним сторонам плеч 2 (отрезки БД, Эи т.д,).3., 1144- магнитное сопротивление осноЦваний 5 по внутренним сторонам плеч 2 (отрезки СК,КМи т.д,)",1 -магнитное сопротивление пе 5ремычек 3;,Г - магнитодвижущая сила части намагничивающей обмотки 6размещенной на одной перемычке 310, - магнитный поток, проходящийпо основаниям 5 внешних сторон плеч 2- магнитный поток проходящийгпо основаниям 5 внутреннихсторон плеч 2.Магнитные сопротивления оснований.К и АС равны)Я и 1 ц(Я соответ ственно.В упрощенной схеме замещения магнитной цепи (фиг. 4) приняты обозначения:- суммарное магнитное сопротивление всех оснований 5 повнешним сторонам плеч 2;258 М - суммарное магнитное сопротив 2ление всех оснований 5 повнутренним сторонам плеч 2;ц - суммарное магнитное сопротывление всех перемычек 3;м - магнитодвижущая сила намагни- Мчивающей обмотки,Магнитоупругий преобразовательусилий (фиг. 1 и 4) работает следующим образом.Нри отсутствии измеряемого усилия35Р=О внешние и внутренние стороныплеч 2 имеют одинаковые магнитные со-.противления 1 = 1 р, поэтому через них протекают одинаковые магнитные потоки 7 =ф .Следовательно, надифференциальном выходе измерительных обмоток 8 напряжение равно нулю,При воздействии сжимающих усилийРФО, внешние стороны плеч 2 растягиваются. При этом магнитное сопротив-,ление этих сторон , уменьшается,.а магнитный поток Ф через них увеличивается. Одновременно внутренниестороны плеч 2 сжимаются, их магнит-.ф 0ное сопротивление к ц увеличивает" 002 4 ся, а магнитный поток Р , проходящий через внутренние стороны плеч 2, уменьшается. В результате на диф., ференциальном выходе измерительных обмоток 8 появляется напряжение, обусловленное разностью магнитных потоков внешних и внутренних сторон плеч 2 АФ = 9, - Ф и пропорциональное измеряемому усилию Р. При воздействии растягивающих усилий преобразователь работает аналогично.Магнитоупругий преобразователь усилий (фиг. 2 и 5) работает следующим образом.Принцип работы преобразователя рассмотрен на примере участка плеча 2 между точками ВСКД, При отсутствии контактного. усилия нажатия Р=О на выступы 9 основания ВД и СК имеют о; наковые магнитные сопротивления 8,= 8 р, поэтому равны магнитные потоки этих основа:ий 91 = У , и на выходе измерительной обмотки 8 напряжение равно нулю.При измерении контактного нажатия выступы 9 входят в гнездо разъема и на них действует усилие нажатия РФО, вследствие изгиба плеч 2 воздушный зазор 7 между выступами 9 уменьшается. При этом основание ВД растягивается, магнитное сопротивление 1 м уменьшается, а магнитный поток Ф, увеличивается. Одновременно основание СК сжимается, магнитное сопротивление 1 увеличивается, а магнитный поток У уменьшается. В результате через перемычку СД протекает поток А Ф = ф, - фи на выходе измерительной обмотки 8 появляется напряжение, пропорциональное измеряемому усилию нажатия Р. Остальные участки плеч 2 работают аналогично.Технико-экономическая эффективность заключается в повышении чувствительности и точности измерений преобразователя за счет того, что магнитный поток протекает по замкнутому контуру, а не через воздушный зазор, так какмагнитное сопротивление перемычек 1 намного меньше магнитного сопротивления воздушного зазора , 1144002Составитель В.РодинТехред А.Бабинец Корректор Л.ПилипенкМТ.Кугрьппе Редак сное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,роектная аказ 896/35ВНИИПИ Госуд по делам из 113035, Иоск Тираж 897твенного кетений и оЖ, Рауш Подлмитета СССРкрытийская наб., д