CS246583B1 - Magnetický pružný snímač sily - Google Patents

Description

(54)

Magnetický pružný snímač sily

Řešení patří do silové měřící techniky a může být využit ve váhoměřícíoh íařizenich a zařízeních pro měřeni síty válcování. Cílem řešení je snížení potřebného výkonu, zvýšeni citlivosti měření na úkor linearity výstupní charakteristiky a zvýšení citlivosti snímače. Řešením Je magneticky pružný snímač síly, jehož jádro obsanuje magnetizující vinuti, a kolmé k němu a spojené sériově a souhlasně měřící vinutí, umístěné pod úhlem 45° ke směru měřené síly. Novým je to, že magnetizující a měřici vinuti Jsou umístěna na každém prvním prvku jádra, a na každém druhém prvku jádra jsou umístěna přídavná vinutí, zapojená sériově a souhlasně s měřícími vinutími.

246 585 (51) Int CIA

G Ol L 1/12

I

HaaBaHHe Η3θ6ρβτβΗΗΗ: ΜΑΓΗΗΤϋΥΠΡΥΓΗΚ flATMHK YCHJIHH

Η3θ6ρβΤβΗΗβ OTHOCHTCH K CHJIOHSMepHTejIbHOň ΤΘΧΗΗΚβ Η ΜΟΜβΤ 6bITb ΠρΗΜβΗβηο β BecoH3MepHTenbHbix ycTpoňcTBax η β ycTpoňcTBax H3MepeHHH ycHjiHň προκβτΚΗ.

HsBecTeH MarHHToynpyrnň as-tmhk ycHJinň, coflepacamHň μηγηητοπροβοα c pasMemeHHbíMH Ha ηθμ H3MepHTenbHoň oóMOTKoň, noflKJHoueHHoň κ perHCTpnpyiomeMy npHGopy h HaMarHHMHBaiomeň o6motkoh, BKjnoMeHHoň b flenb πητηηηη, a Taraste coflepacainHň απη noBbnneHHH tomhocth H3MepeHHH nyTeM yjiyMineHHH JiHHeftHOCTH BbixoflHbix xapaKTepncTHK flononHHTejibHyio oGmotky h yaen KoppfeKflHH, BbinonHeHHbiň b BHfle KOHTaKTHpywmero c ochobhhm flonoJiHHTenbHoro MarHHTonpoBona c ο6μοτκβμη h BKJHÓMeHHbtň nocneflOBaTejibHo b u;enb flonoJiHHTejibHoň oGmotkh, a nocneflHHH pacnoJioaceHa Ha ochobhom MarHHTonpoBofle. ΙΙρΗΗβΜ nepBHMHaH οΘμοτκη yana κορpeKflHH BKjnoHeHa napajinejibHo nepBHMHoň ο6μοτκθ οοηοβηογο MarHHTonpoBofla b flenb HCTOMHHKa ΠΗΤΗΗΗΗ [i] .

OflHaKo flaHHbtíí flaTMHK oSnaflaeT ph/jom HeflocTaTKOB!

Bo-nepBbix, flaTMHK xapaKTepHayeTCH noBbmieHHbíM ποτρβδηβΗΗεΜ moiuhocth, koTopan HeoGxoflHMa ajih πητηηηη nepBHMHoň očmotkh y3Jia κορρεκμηκ;

BO-BTopbix, flaTHHK xapaKTepH3yeTCH ποηημθηηο& cTaTHnecKoň ycToňMHBOCTbio, τβκ xax πρκ ηθηβμθηηομ nonepenHOM ceneHHH yBenHMHBaeTCH ero BbicoTa 3a,cneT y3na KoppeKflHH, npeflCTaBJíHiomero co6oh flonojiHHTejibHbiň MarHHTonpoBOfl, kohTaxTHpyioníHň c ochobhhm no itjiockocth, nepneHflHKyjiHpHoň HanpaBJíeHHio npHJioatehhh Harpy3KH. A sto, b cboio onepeflb, orpaHHMHBaeT BepxHHň npeflen nsMepne-. MbDí yCHJIHH.

Η, ΗβκοΗβΑ, ocymecTBJíeHHbiH b flaTHHKe cnocoG jiHHeapH3aflHH cHHracaeT uyBCTBHTejIbHOCTb, MTO OMeBHflHO H3 ΟΠΗΟβΗΗΗ BbIIlieyKa3aHHOro aBTOpCKOTO CBHfleTeflbCTBa.

HanGonee 6jih3khm no TexHHuecKoň cymHocTH HBJíHeTCH MHoroajteMeHTHbiň MarHHToynpyrHň αητμηκ, coflepjKamnň MHoroaneMeHTHbiň cepfleuHHK, HaGpaHHbiň H3 jihctob 3JieKTpoTexHHMecKOH CTanH. B KaKflOM aneMeHTe cepfleMHHKa HMeeTCH neτωρε oTBepcTHH, β κοτορωε ynojKenbi b33hmho nepneHflHKyjiHpHo ηημηγηημηβηιοιιιηη h H3MepHTejibHaa oSmotkh, πρημθμ nnocKocTH oSmotok cocTaBJíniOT yron 45° κ HanpaBJíeHHio fleňcTBHH H3MepaeMoň cHJibi [2] .

OflHaKO H3BecTHMň MHoroaneMeHTHbiň MarHHToynpyrHH αητηηκ xapaKTepH3yeTca CJienyromuMH HenocTaTKHMH:

- OTHOCHTejIbHO HeBblCOKOH TOHHOCTbK) H3-3a HenHHeňHOCTH BbIXOflHOH XapaKTepHCTHKH. 3tot HeflocTaTox οπρεπθπΗβτ HeoBxoflHMOCTb ycnoxHeHHH κοηοτρυκαηη H3MepHTeJIbHOrO yCTpOHCTBa, Tax ΚβΚ npHXOflHTCH BBOflHTb 3ΠβΚΤρθΗΗΜΗ 6flOK JIH HeapH3aflHHj

- naTHHKH Ha SojibiuHe ycHJiHa xapaKTepH3yK)Tca Bonbinoň ποτρεβηηβΜΟΗ Mom~ HocTbio, hto oBbHCHHeTCH paBoToň cepflenHHKa flaHHoro flaTHHKa b peacHMe μ3ΓΗΗτ* Horo HacbímeHHH fljia cHHaceHHH BapHaijHH BbixoflHoro CHrHajia. Tax, HanpHMep, flna H3MepeHHa ycHjiHň nopsflKa 4—5 tmc.tc řípu nacTOTe nHTaromero HanpHxeHHH 50 Γη HeoBxoflHMo hctohhhk Ha 5 xBA.

Uejibio Η3θ6ρετβΗΗΗ HBJíHeTCH yMeHbiueHHe noTpeSnueMoň mohihocth, noBbnneHHg tohhocth H3MepeHHH (npH oflHOBpeMeHHOM ynpomeHHH KOHCTpyxu;HH) 3a cneT ΠΗΗβapH3aiJHH BbIXOflHOH XapaKTepHCTHKH H nOBbinieHHH HyBCTBHTeJIbHOCTH flaTHHKa.

nocTaBJíeHHaa ijenb flocTHraeTcn τθμ, hto b Η3βθοτηομ MarHHToynpyroM flaTHHxe, coflepixameM MHoroaneMeHTHbiň cepflenHHK, HaMarHHHHBaiomHe h nepneHflHxyjmpHbie hm H3MepHTejihHbie oómotkh, pacnonoxceHHbie nofl yrnoM 45° κ HanpaBJíeHHio H3MepaeMoro ycHJiHH, npHneM HaMarHHHHBaiomHe oómotkh coeflHHeHbí cornacHo, a H3MepHTejibHbie nocneflOBaTenbHo h cornacHo, HaMarHHHHBaiomHe h pa3MemeHHbie b napajuiejibHbix ruiocxocTHX, H3MepHTenbHbie oómotkh pacnonoxceHbí Ha xaxtfloM nepBOM 3JieMeHTe cepflenHHKa, a Ha xancflOM btopom 3ΠθΜβκτε pacnonoaceHbí flononHHTenbHbie OÓMOTKH, rmOCKOCTH KOTOpbIX napaJIJieJIbHbl IIJIOCKOCTHM H3MepHTenbHbIX oómotok, npH stom RonojiHHTejibHbie oómotkh BKJiioHeHbí nocjieflOBaTenbHo h corJiaCHO C H3MepHTeJIbHbIMH.

Tok HaMarHHHHBaHHH, co3flaBaeMbiň β οΒμοτκθ ηβμβγηηηηββηηη hctohhhkom nepeMeHHoro Toxa, oóycnaBnHBaeT MarHHTHbiň ποτοκ b cepflenHHKe πβτηηκη.

ΠρΗ 3TOM CXĚMa COeflHHeHHH OÓMOTOK HaMarHHHHBaHHH OTfleJIbHbIX 3ΠβΜΘΗΤΟΒ Meatfly coóoň τηκοβη, hto cymecTByeT ποτοκ caMOHHflyKflHH, cflenneHHbiň tojibko c HatoarHHHHBaiomeH oómotkoh b KaacflOM HeneTHOM (ηθτηομ) sneMeHTe, ochobhoh ποτοκ B3aHMOHHflyKflHH, Cflenne HHblH C HaMarHHHHBaromeH H H3MepHTeJIbHOH OÓMOTK3— MH B KaiKflOM ΗΘΠΘΤΗΟΜ (neTHOM) 3ΠΘΜΘΗΤβ, Η ΠΟΤΟΚ B3aHMOHHflyKflHH, OXBaTblBaiO’iiíhh Bce oómotkh cepflenHHKa h npoxoflnmHH nepe3 Bce ero 3JieMeHTbi.

Ha Φηγ. 1 - cxeMaTHnecKH H3o6pa>KeH 3aHBJiHeMbiň MarHHToynpyrHHflaTHHK ycHjiHH.

Ha φΗΓ.2 - H3O6pa»eHbI KpHBbie 3aBHCHMOCTH BbIXOflHbIX CHrHaJIOB, CHHMaeMblX TOJibKO c H3MepHTejibHOH, TonbKo c flonojiHHTejibHoň oómotok h c ο6θηχ oómotok, BKJIIOHeHHblX nOCJieflOBaTejIbHO, OT BejIHHHHbl H3MepHeM0r0 yCHJIHH.

MarHHToynpyrHH πητηηκ ychjihh (Φηγ.1) coctoht H3 TpexsneMeHTHoro cepflenHHKa 1, xpaHHHe (HeneTHbie) 3ΠβΜβΗτω κοτοροτο coflepacaT HaMarHHHHBaiomHe 2,3 h H3MepHTejibHbie 4,5 oómotkh, nnocKOCTH κοτορωχ B3aiiMHů nepneHflHKynnpHbí h opHeHTHpoBaHbí nofl yrnoM 45° κ HanpaBJíeHHio H3MepneMoro ycHJiHa, a τβκτκε H3 flonoJiHHTejibHoň oómotkh 6, pacnoJiaraeMoň Ha cpeflHeM (ίθτηομ) sneMeHTe cepflenHHKa npeHMymecTBeHHo β πποοκοοτη, napannenbHoň tuiockocthm H3MepHTenbHbix oómotok 4 h 5.

Πρπ noflKJironeHHH HaMarHHHHBawineH oómotkh αητηηκη κ ηοτοηηηκυ nepeMeHHoro TOKa H npH P330MKHyTbIX H3MepHTejIbHOH H flOnOJIHHTeJIbHOH OÓMOTKHX B MarHHTOnpOBOfle nOHBJIHeTCH Μ3ΓΗΗΤΗΜΗ ΠΟΤΟΚ, CflenneHHblH HaCTHHHO TOJIbKO c oSmotkoů Η3Μ3ΓΗΗΗΗΒ3ΗΗΗ (πΟΤΟΚ CaMOHHflyKflHH), flácTHHHO C OÓMOTKOH Η3Μ3ΓΗΗΗΗΒΘΗΗΗ H H3MepHTejibHoň (ochobhoh ποτοκ B3anMOHHflyKflHH) h CflenneHHblH co BceMH oÓmotK3MH flaTBHKa.

Πρκ flencTBHH H3MepaeMoro ycHJiHH Ha TOpfleByw nacTb noBepxHOCTH cepflenHHKa MarHHTOnpOBOfla npOHCXOflHT ΑβφθρΜ3Ιΐ;ΗΗ Μ3ΓΗΗΤΗΟΓΟ nOTOKa. ΠοΤΟΚΟΟΑΘΠηβΗΗΗ

H3MepHTejIbHOň H flOnOJIHHTejIhHOň OĎMOTOK H3MeHHK)TCH TaKHM o6pa3OM, ΊΤΟ HX BbfxoflHbie xapaKTepHCTHKH oCpaTHbí flpyr flpyry.

CyMMapHbrft cnrHaJi, CHHMaeMbiň c H3MepHTenbHoň h flonoJiHHTejibHoft oCmotok, BKjnoneHHbix nocnefloBaTejibHo, ηβπηθτοη jiHHeňHoň <l>yHKijHeň HaMepaeMoro ycHJiHH.

Ha Φηγ.2 KpHBan 1 npeflCTaBJíHeT coóoň 3aBHCHM0CTb CHrHana, CHHMaeMoro c H3MepHTenbHoň oÓmotkh flaTHHKa, ot H3MepaeMoro ycHJiHH, κρηββη 2 - aaBHCHMOCTb CHrHana, CHHMaeMoro c flononHHTenbHoň oÓmotkh flaTHHKa, ot H3MepeHHoro yCHJIHH, KpHBHH 3 - 3aBHCHM0CTb CHrHaJia, CHHMaeMoro c H3MepHTeJIbHOft H flonon HHTeJIbHOÍt OÓMOTOK ΠρΗ nOCJieflOBaTejIbHOM HX BKJIIOHeHHH.

3aHBJiHeMbrii MarHHToynpyrHň flaTHHK ycHnnň oÓecnenHBaeT CHHweHHe noTpeÓnaeMoň MomHocTH Ha 30-50% h noBbnneHHe tohhocth xapaKTepHCTHKH η ποβμπιθηηη aCcpnioTHoft qyBCTBHTenbHocTH npnMepHo BflBoe.

ΦΟΡΜΥΠΑ H3OEPETEHHB

MarHHToynpyruň flaTMHK ycnjina, coflepxamnň MHoroaneMeHTHbiň cepaemníK, HaMarHUHHBaramne h nepneHflHKynHpHbie hm HSMepHTenbHbie oCmotkh, pacnonoxeHHue nofl yrnoM 45° κ HanpaBneHHio H3MepneMoro ycHJiHa, npnqeM HaMarHHMHnaiomHe oOr motkh coeflHHeHbí cornacHo, a H3MepHTenbHbie - nocnefloBaTenbHo h cornacHo, OTjimíaioiuHňcH τβΜ, mto, c flejibio noBbnueHHH tomhocth 3a cneT jinHeapn3aflHH BbixoflHoft xapaKTepHCTHKH, HaMarHHHHBaioinHe h pasMemeHHbie b napannenbHbtx nnocKOCTHX H3MepHTejibHbie oBmotkh pacnonoxeHbí Ha KaxflOM nepBOM aneMeHTe cepaeHHHKa, a na KaxflOM btopom οηβΜβκτβ pacnoJioxeHbí flOnonHMTenbHbie oBmotkh, rUIOCKOCTH KOTOpbIX napaJUiejIbHbl IUIOCKOCTHM H3MepHTeJIbHb!X OĎMOTOK, πρκ 3T0M flOnOJIHHTeJIbHbie OĎMOTKH BKJIIOHeHbl nOCJieflOBaTejibHO H cornacHo C H3MepHTeJlbHblMH.

I

A Η Η O T A U Η Η

H3O6peTeHHe OTHOCHTCH K CHJIOH3MepHTejIbHOň ΤβΧΗΗΚβ H MOHteT 6bITb npHMeHeho b BecoH3MepHTenbHbjx ycTpoftcTBax h b ycTpoňcTBax H3MepeHHít ycujiHň προ— KATKU.

UeJlbK) Η3Ο0ρβΤβΗΗΗ HBJIHeTCH yMeHbffleHHe nOTpeGjIHeMOft MOIUHOCTH, noBbnneHHe TOMHOCTH H3MepeHHH 3a CUeT JlHHeapH3aflHH BblXOflHOŘ XapaKTepHCTHKH H nOBbinieHHH MyBCTBHTeJIbHOCTH flaTHHKa.

MarHHToynpyrHň «βτΜηκ ycHJiHH co«epacHT MHorosJíeMeHTHbiň cepflenHHK, coe«ΗΗβΗΗΗβ corjiacHO ηβμηγηηηηβ atomu e oGmotkh h nepneHflHKyjiHpHbie hm h coe«HHeHHbie nocJiefloeaTejibHo h corjiacHO H3MepHTejibHbie oGmotkh, pacnoJioaceHHbte nop, yrjioM 45’ κ HanpaBJíeHHto H3MepneMoro ycHJiHH.

HOBbtM HBJIHeTCH TO, MTO Η3Μ3ΓΗΗΗΗΒ3Κ>Πρίβ H H3MepHTeJIbHbie oCmOTKH pacnonoweHbí Ha KaatflOM nepsoM sjíeMeHTe cepflenHHKa, a Ha xaacfloM btopom sjíeMeHTe cepfleMHHKa pacnojioxeHM «onojiHHTenbHbte oGmotkh, BKJitoqeHHbie nocjieflOBarenbHo H corjiacHO C H3MepHTeJIbHMMH oGMOTKaMH.

ΠρΗ3Η3Ηο Η3ο6ρβτβΗΗβΜ no peayjibTaTaM 3KcnepTH3bi, ocymecTBJíeHHoft TocyflapcTBeHHblM KoMHTeTOM CCCP ΠΟ fleJIHM H3O6peTeHHň H OTKpblTHň.

Claims (1)

1. P fiS DM S T VYNÁLEZU

   Magneticky pružný snímač síly, jehož jádro obsahuje vinutí magnetizující a kolmé k němu měřící vinutí, umístěné pod úhlem 45 ⁰ ke směru měřené síly, přičemž magnetizující vinutí je spojeno souhlasně a měřící sériově a souhlasně, vyznačující se tím, že zvýšení citlivosti je dosaženo na úkor linearity výstupní charakteristiky, magnetizující a měřící vinuti jsou umístěna v rovnoběžné rovině na každém prvním prvku jádra, dále na každém druhém prvku jádra jsou umístěna přídavná vinutí, jejichž roviny jsou volnoběžné s rovinami měřícího vinuti, přičemž přídavná vinutí jsou zapojena sériově a souhlasně s měřícím vinutím®