RU1795310C - Способ изготовлени чувствительного элемента магнитоупругого датчика усили - Google Patents

Abstract

Использование: приборостроение, технологи  изготовлени  магнитоупругих датчиков усили . Сущность изобретени : накладывают друг на друга две пары поочередно расположенных лент из ферромагнитного и электропровод щего материалов. Одни концы лент из электропровод щего материала соедин ют между собой. Другие концы лент из электропровод щего материала вывод т за пределы концов лент из ферромагнитного материала. Затем из двух пар лент одновременно наматывают магнитопровод и токопровод щую обмотку. Дл  этого все ленты, начина  от соединенных концов лент из электропровод щего материала, располагают по спирали до формировани  из них кольца. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может найти применение в различных област х промышленности, использующих магнитоупругие датчики дл  преобразовани  усили  в электрический сигнал.

Известен способ, согласно которому из- готаМивают кольцевой чувствительный эле- мент из ферромагнитного материала, высверливают в нем равномерно расположенные сквозные радиальные отверсти , в которые прот гивают проводники обмотки.

Недостатками известного способа  вл ютс  сложность изготовлени  чувствительного элемента, трудоемкость выполнени  обмоГки, большой расход материала, идущего нэ изготовление чувствительного элемента , а также мала  мощность выходного

сигнала датчика, реализующего способ его изготовлени , так как чувствительный элемент - монолитный, а не шихтованный материал .

Наибоде близким по технической сущности к предлагаемому изобретению  вл етс , прин тый в качестве прототипа, способ изготовлени  магнитоупругого датчика , по которому изготавливают кольцевой витой чувствительный элемент из ленточного ферромагнитного материала, высверливают в нем пары сквозных радиальных отверстий, расположенные поочередно параллельно и перпендикул рно образующей чувствительного элемента, в которые закладывают обмотки.

Достоинством прототипа  вл етс  снижение расхода материала магнитопровода

XI

О

ел

0 О

по сравнению с датчиком, реализующим предыдущий способ.

Однако, прототип характеризуетс  сложностью изготовлени  из-за наличи  отверстий в магнитопроводе дл  укладки об- мотки. Кроме того дл  обеспечени  приемлемой точности измерени  датчиком, реализующим способ, требуетс  увеличение аксиэльногоги поперечного размеров, чувствительного элемента, так как наличие отверстий - концентраторов обусловливает необходимость снижени  уровн  допустимых механических напр жений в неослабленном сечении чувствительного элемента. Кроме того, датчик, реализующий способ, изготовлени , характеризуетс  достаточно высоким гистерезисом выходного сигнала из-за наличи  концентраторов напр жени  в виде отверстий.

Целью насто щего изобретени   вл етс  упрощение технологии изготовлени  чувствительного элемента магиитоупругого датчика усили  и материалосбережение.

Цель достигаетс  тем, что в известном способе изготовлени , состо щем в намотке магнитопровода и токопровод щей обмотки , предварительно накладывают друг на друга две пары поочередно, расположенных лент из ферромагнитного и электропровод щегоматериалов , при этрм одни концы лент из электропровод щего материала соедин ют между собой, а другие концы вывод т за пределы концов лент из ферромагнитного материала, после чего из двух пар лент одновременно наматывают магнитопровод и токопровод щую обмотку, дл  чего все ленты,начина  от соединенных концов лент из электропровод щего материала , располагают по спирали до формировани  из них кольца.

Кажда  пара лент из ферромагнитного и электропровод щего материалов может быть изготовлена в виде биметаллической полосы,

Кроме того биметаллическа  полоса может быть выполнейа путем нанесени  на ленту из ферромагнитного материала с одной из сторон изолирующей подложки и нанесени  на последнюю электропровод щего материала.

Введение в известное техническое решение предварительного накладывани  друг на друга двух пар поочередно расположенных лент из ферромагнитного и электропровод щего материалов так, что при этом одни концы лент из электропровод щего .материала соедин ют между собой, а другие концы вывод т за пределы концов лент из ферромагнитного материала после чего из двух пар лент одновременно наматывают

магнитопровод и токопровод щую обмотку

дл  чего все ленты, начина  от соединенных

концов лент из электропровод щего мате риала , располагают по спирали до формировани  из них кольца, позвол ет упростить технологию изготовлени , а также подн ть уровень допустимых механических напр жений в магнитопроводе и снизить как поперечные размеры, так и высоту

чувствительного элемента, При этом резко снижаетс  расход активных материалов и одновременно повышаетс  томность измерени  в св зи со снижением гистерезиса.

Один из вариантов реализации способа изготовлени  состоит в следующем.

На цилиндрической втулке, закрепленной на свободно проворачивающейс  оси одним из известных способов, например,

точечной сваркой, закрепл ют концы первой ферромагнитной ленты, предварительно изолированной с двух сторон (электроизол ционные покрытие). Поверх этого сло  укладывают с перекрытием по

длине конец первой электропровод щей ленты, котора  по ширине уже ферромагнитной , и временно закрепл ют, например, с помощью бандажа. Поверх первой электропровод щей ленты укладывают конец

второй ферромагнитной ленты и точечной сваркой креп т его к концу первой ферромагнитной ленты. Соедин ют с помощью сварки конец первой ферромагнитной ленты с концом второй электропровод щей

ленты и укладывают его на вторую ферромагнитную ленту. Снимаютвременный бандаж и с нат гом осуществл ют одновременную навивку указанных чередующихс  лент из ферромагнитного и электропровод щего материалов. В процессе навивки на поверхности лент может наноситьс  клей. Навив требуемое количество слоев, завис щее от величины номинального усили  датчика, закрепл ют концы ферромагнитиых лент точечной сваркой. К наружным концам электропровод щих лент припаивают или примривают монтажные провода, чтобы затем подсоединить к клем- мной колодке. Навитый сердечник с обмоткой снимают с оси, шлифуют, устанавливают в корпус. Концы обмотки подсоедин ют к клеммной колодке. Закрывают крышкой.

Электропровод ща  лента может быть

заменена пгоским жгутом, составленным из тонких проводников, что позволит увеличить число витков обмотки датчика.

На фиг,1 и 2 соответственно показаны в разрезе фронтальна  и горизонтальна  проекции магнитоупругого датчика с изготовленным чувствительным элементом; на фиг.З и 4 - вырезы и I на фиг.2.

, Таким образом, кольцевой чувствительный элемент магнитоупругого датчика, реализующего способ, содержит цилиндри- ческую втулку 1, на наружной боковой поверхности которой навиты две ферромагнитные 2, 3 и две электропровод щие 4, 5 ленты,

Внутренние концы электропровод щих лент 4. 5 соединены перемычкой 6. Наружные концы электропровод щих лент 4,5 образуют выводы 7, 8, Чувствительный элемент, состо щий из чередующихс  ферромагнитных и электропровод щих лент, помещен в корпус 9. Датчик закрыт крышкой 10.

При подключении выводных концов 7, 8 обмотки к источнику переменного тока по электропровод щей ленте,  вл ющейс  об- Моткой, потечет ток. Направление тока в срседних сло х электропровод щей ленты, разделенных ферромагнитной лентой, будет встречным, Это обусловит прохождение Магнитного потока Ф, созданного током, по ферромагнитной ленте перпендикул рно направлению тока, как показано на чертежу . Амперметр, включенный в цепь обмотки , покажет величину тока при усилии,

равном нулю. При воздействии измер емого усили  на крышку 9 и, следовательно, на витой чувствительный элемент, измен етс  магнитна  проницаемость материала ферромагнитной ленты. Магнитное сопротивление пути, по которому проходит магнитный поток Ф, увеличиваетс , сам поток уменьшаетс . Индуктивность обмотки также уменьшаетс  и ток, протекающий по спиральной обмотке, увеличиваетс  пропорционально приложенному усилию.

Предлагаемый способ изготовлени  магнитоупругого датчика по сравнению с прототипом позвол ет существенно снизить расход активных материалов. При этом расход электропровод щих материалов снижаетс  за счет исключени  лобовых частей обмотки и уменьшени  поперечных размеров чувствительного элемента, так как отсутствие отверстий дл  укладки обмотки позвол ет подн ть уровень допустимых механических напр жений в ферромагнитной ленте и обеспечивает более равномерное их распределение по сечению ленты. По этим же причинам уменьшаетс  и расход ферромагнитной ленты. Одновременно исключение отверстий-концентраторов обеспечивает и снижение гистерезиса выходного сигнала датчика, реализующего способ.

Claims (3)

1. Формула изобретени  1, Способ изготовлени  чувствительного элемента магнитоупругого датчика усили , заключающийс  в намотке магнитопровода и токопровод щей обмотки , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  технологии и материалосбере- , предварительно накладывают друг на друга две пары поочередно расположенных лент из ферромагнитного и электропровод щего материалов, при этом одни концы лент из электропровод щего материала соедин ют между собой, а другие концы выво- д т за пределы концов лент из ферромагнитного материала, после чего из двух пар лент одновременно наматывают

   магнитопровод и токопровод щую обмотку, дл  чего все ленты, начина  от соединенных концов лент из электропровод щего материала , располагают по спирали До формировани  из них кольца.
2. 2. Способ по п.1,отличающийс  тем, что каждую пару лент из ферромагнитного и электропровод щего материалов из- готавливают в виде биметаллической полосы.
3. 3. Способ попп.1 и2,отличающий- с   тем. что биметаллическую полосу выполн ют путем нанесени  на ленту из ферромагнитного материала с одной из сторон изолирующей подложки и напылени  на последнюю электропровод щего материала.

   Фиг.2