RU1778559C

RU1778559C - Магнитоупругий датчик усилий

Info

Publication number: RU1778559C
Application number: SU904882002A
Authority: RU
Inventors: Евгений Степанович Агафонов
Original assignee: Самарский авиационный институт им.акад.С.П.Королева
Priority date: 1990-11-11
Filing date: 1990-11-11
Publication date: 1992-11-30

Abstract

Использование: системы автоматического измерени массы и усилий. Сущность изобретени : датчик содержит по крайней мере два кольцевых магнитопровода и три соосно расположенные с ними упругие конические втулки. В кольцевых магнитопроводах выполнены по длине окружности сквозные щели, раздел ющие магнитопро- вод на два стержн . Наружный диаметр кольцевого магнитопровода меньше внутреннего диаметра кольцевого магнитопровода . Одна упруга коническа втулка установлена с возможностью взаимодействи большим основанием с внутренней поверхностью кольцевого магнитопровода, а меньшим основанием - с наружной поверхностью магнитопровода. Втора упруга коническа втулка расположена симметрично первой относительно срединной плоскости магнитопровода.Треть упруга коническа втулка расположена симметрично первой упругой конической втулке относительно срединной плоскости магнитопровода. 2 ил.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического измерени массы и усилий.

Известен магнитоупругий датчик давлени , содержащий замкнутый мэгнитопро- вод в виде кольца с двум консольными балками, расположенными в плоскости по его диаметру, на каждой из которых размещены намагничивающа и измерительна обмотки.

Недостатком датчика вл етс низка чувствительность

Наиболее близким по технической сущности вл етс магнитоупругий датчик усилий , содержащий магнитопровод в форме колеса, имеющего замкнутый кольцевой обод, ступицу и спицы между ними со щел ми в спицах и кольцевом ободе раздел ющими эти участки м гнигопровод на два

стержн , один из которых охвачен намагничивающей , другой - измерительной обмоткой .

Недостатком известной конструкции вл етс низка чувствительность из-за малой величины механических напр жений в измерительных стержн х.

Цель изобретени - повышение чувствительности датчика.

Цель достигаетс тем, что в магнитоуп- ругом датчике усилий, содержащем кольцевой магнитопровод с выполненными по длине окружности сквозными щел ми, раздел ющими магнитопровод на два стержн , один из которых охвачен измерительной обмоткой , дополнительно имеютс второй кольцевой магнитопровод со сквозными щел ми и измерительной обмоткой и три упругие конические втулки, расположенные соосно с магнитопроводами при этом наXJ vj 00 (Л СП Ч)

ружный диаметр второго кольцевого магнитопровода меньше внутреннего диаметра первого кольцевого магнитопровода, одна упруга коническа втулка установлена с возможностью взаимодействи большим основанием с внутренней поверхностью первого кольцевого магнитопровода, а меньшим основанием с наружной поверхностью второго кольцевого магнитопровода , а кажда из двух других упругих конических втулок расположена симметрично первой упругой конической втулке относительно срединной плоскости соответствующего магнитопровода.

На фиг. 1 показан общий вид магнито- упругого датчика усилий, на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.

Магнитоупругий датчик усилий содержит три кольцевых магнитопровода 1 и два кольцевых магнитопровода 2 со сквозными щел ми 3, выполненными по длине окружности . Наружный диаметр каждого

кольцевого магнитопровода 1 меньше внутреннего диаметра кольцевого магнитопровода 2. Магнитопроводы 1 имеют выступы (углублени ) 4 на наружной кольцевой поверхности, а магнитопроводы 2 - на внутренней . Щели 3 раздел ют отдельные участки магнитопроводов 1, 2 на два стержн 5, один из которых охвачен измерительной обмоткой 6, а другой - 7. Все измерительные обмотки 6 магнитопроводов 1 соединены между собой последовательно. Так же соединены обмотки 7 магнитопроводов 2. Полученные таким образом две обмотки датчика усилий включены в смежные плечи мостовой измерительной схемы (на фиг. не показана). Кольцевые магнитопроводы 1, 2 через шесть силопередающих элементов в виде упругих конических втулок 8, расположенных соосно с магнитопроводами, размещены вдоль оси 9 в последовательный р д. В этом последовательном р ду каждый кольцевой магнитопровод 1 охватываетс без зазора торцовыми част ми двух упругих конических втулок 8, а каждый кольцевой магнитопровод 2 охватывает без зазора торцовые части двух упругих конических втулок 8. Люба смежна пара конических втулок 8 в последовательном р ду расположена симметрично относительно срединной плоскости 10 соответствующего кольцевого магнитопровода.

Магнитоупругий датчик усилий работает следующим образом.

При отсутствии измер емого усили Р, воздействующего на крайние в последовательном р ду упругие конические втулки 8, мостова измерительна схема уравновешена и сигнал, снимаемый с диагонали моста , равен нулю. При приложении сжимающего усили вдоль оси 9 конические

втулки 8 упруго деформируютс следующим образом. Диаметр конуса большого размера увеличиваетс , а диаметр меньшего - уменьшаетс (т.е. происходит упруга осадка конической втулки 8). Така деформаци

конических втулок 8 вызывает раст гивающие напр жени в магнитопроводе 2 и сжимающие напр жени в магнитопроводе 1. Вследствие этого измен ютс индуктивности обмоток 6 и 7 магнитопроводов 1 и 2 (за

счет изменени магнитной проницаемости материала магнитопровода), причем индуктивность одной из них увеличиваетс , а индуктивность другой - уменьшаетс . Такое изменение индуктивностей обмоток 6 и 7

Claims

приводит к разбалансу мостовой схемы и по влению на выходе сигнала, пропорционального прилагаемому усилию. Формула изобретени Магнитоупругий датчик усилий, содержащий кольцевой магнитопровод с выполненными по длине окружности сквозными щел ми, раздел ющими магнитопровод на два стержн , один из которых охвачен измерительной обмоткой, отличающийс

тем, что, с целью повышени чувствительности , он снабжен по крайней мере вторым кольцевым магнитопроводом со сквозными щел ми и измерительной обмоткой и трем упругими коническими втулками, расположенными соосно с магнитопроводами, при этом наружный диаметр второго кольцевого магнитопровода меньше внутреннего диаметра первого кольцевого магнитопровода, одна упруга коническа втулка установлена с возможностью взаимодействи большим основанием с внутренней поверхностью первого кольцевого магнитопровода , а меньшим основанием - с наружной поверхностью второго кольцевого магнитопровода , а кажда из двух упругих конических втулок расположена симметрично первой упругой конической втулке относительно срединной плоскости соответствующего магнитопровода.