SE433981B - Magnetoelastisk givare bestaende av ett antal platar, hopfogade medelst limning till ett platpaket - Google Patents

Description

UI 10 15 20 30 35 8105022-1 flödesbilden i givaren genom att ändra hålkonfigurationen. Detta sätt ger dock endast tämligen marginella effekter på effektförbrukningen. En annan nackdel med kända givare är att effektbehovet varierar med, och är unge- fär proportionellt mot, givarens storlek. För t ex kraftgivare är storleken ungefär proportionell mot nominell kraft eller last, varför stora givare kräver stor matningseffekt, med dyra matningsdon som följd. Matningsdon och signalbehandling blir också mera komplicerade om stora variationer i signalnivåer måste klaras.

Genom att minska volymen av det magnetiska materialet minskar behovet av elektriskeffekt. Denna materialminskning kan man åstadkomma på åtminstone två sätt.

Ett sätt är att man ersätter ett visst antal av plåtarna med plåtar av omagnetiskt material. Detta är helt möjligt och det har visat sig att upp till 99,5 % av plåtarna kan ersättas av omagnetiskt material- Dàfißa ut: förande finns beskrivet på flera håll, bl a i SE utläggningsskriften 399 125.

Omagnetisk plåt t ex av 18/8 stål eller liknande har dock en temperatur- utvidgningskoefficient som väsentligt skiljer sig från motsvarande för magnetisk (t ex kisel-) plåt. Även E-modulen för de båda materialen är olika. Detta medför för givare med mekaniskt hopmonterade plåtpaket, som t ex i nämnda utläggningsskriften SE 399 125 och limmade plâtpaket, ett mycket stort temperaturberoende för både nollpunkt och känslighet. För att ett limmat paket av plåt med olika egenskaper (E-modul, temp. koeff.) ej skall spricka då det utsätts för varierande belastning och temperatur föf- utsättas dock att E-modul och temperaturkoefficient för materialen ej får vara för olika. Det har konstaterats att ersättningsmaterialets E-modul högst får avvika med 1 20 % av motsvarande för den magnetiska kiselplåt som används samt att ersättningsmaterialets temperaturutvidgningskoefficient infië DÖP avvika med mer än É 25 % av motsvarande för kiselplåten. Dessa materialkrav gör det svårt att hitta billiga ersättningsmaterial i dagtä Exempel på material som visat sig användbara är INCONEL och NIMONIC , men dessa är mycket dyra material.

Anordningen enligt denna uppfinning syftar till att åstadkomma minskning av magnetiskt material utan att få ovannämnda problem.

Vad som kännetecknar en anordning enligt uppfinningen framgår av bifogade patentkrav. 10 20 25 30 8105022-1 Kompoundplåten enligt uppfinningen består företrädesvis av en tunn kärna av kiselplåt och utanpå denna på ömse sidor anbringar man plåt av t ex det billigare 18/8 stålet. En metallisk förbindelse måste åstadkommas mellan de tre skikten, t ex genom valsning. Fe-Si-skiktet utgör lämpligen mindre än en tredjedel av plåttjockleken, vilket typiskt är totalt cirka 0,5 mm, och undre gränsen för tjockleken på det magnetiska skiktet bestäms av materialet: kornstorlek. I dagens material är den typiskt 100 /um.

Vid detta utförande erhålles flera fördelar. Genom att det aktiva, magnetiska kiselplåtskiktet förbinds metalliskt med de omagnetiska, passiva skikten och om det är tillräckligt tunt, kommer den resulterande utvidgningskoeffi- cienten,c( , för blandmaterialet, kompoundplåten, att avvika högst mini- malt från den helt passiva, omagnetiska plåten. Det blir därför möjligt att med konventionella metoder såsom limning ihopfoga paket med en mindre del, någon %, aktiv kompoundplåt och en övervägande del omagnetiskt material.

Fördelen här, jämfört med föregående utföringsform, är att den övervägande delen, utfyllnadsmaterialet, utgöres av billig plåt, medan de aktiva dyra plåtarna utgör en mycket liten del.

En fördel som anordningen enligt uppfinningen har gemensamt med den inled- ningsvis beskrivna är, att man kan välja antalet aktiva plåtar så att mindre givare får större relativ andel aktivt material. Därigenom kan mat- ningseffekt och även nominell utsignal hållas väsentligen oberoende av givarens storlek. Detta senare förbilligar erforderlig elektronisk ut- rustning.

Uppfinningen kommer här nedan att närmare beskrivas med hänvisning till bifogade figur. I figuren visas en del av ett plåtpaket med ett antal kompoundplåtar 1 utspridda en och en i ett paket av plåtar av omagnetiskt material 2. När ström påföres matningslindningen(ej visad) magnetiseras alltså enbart den magnetiserbara kärnan i kompoundplåten, övrigt material förblir omagnetiskt.

Den volym som skall magnetiseras har som synes av figuren avsevärt redu- cerats, varvid effektförbrukningen också reduceras i ungefär samma propor- tion.

Kompoundplåtens tre skikt 10, 11 och 12 framgår av figuren. I mitten ligger ett skikt av magnetiskt material 11, t ex det material som används i dagens givare, och på ömse sidor om detta, skikt av omagnetiskt stål 10, 12. De _....__._....__.,.........._ i ........_.....r .

Claims (2)

1. 5 8105022-1 omagnetiska passiva plåtarna 2 utgöres t ex av samma material som i kom- pundplåtens ytterskikt. Materialproblemen reduceras högst betydande, be- roende på att en metallisk förbindelse mellan de olika materialen erhålles och då är det inte så betydelsefullt att E-modul och temperaturutvidnings- koefficient ligger inom nämnda gränser. Genom den homogena metalliska för~ bindelsen mellan de olika materialen kommer de spänningar, som uppstår i gränsskikten vid temperaturvariationer, att bli lika i alla riktningar i planet. Den här beskrivna uppfinningen är helt oberoende av formen hos givarna och hur matnings- respektive mätningslindningarna anbringas på desamma. Detta innebär att uppfinningen kan användas vid alla idag kända givare av mag- netoelastisk typ. Trots att de båda materialen i kompoundplåten är relativt olika vad E-modul och temperaturkoefficient,b( , beträffar kommer den färdiga plåten att som enhet ligga mycket nära det passiva utfyllnadsmaterialet i egenskaper. Där- igenom kan kompoundplåt och utfyllnadsmaterial sammanfogas konventionellt utan större problem. PATENTKRAV ) 1, Magnetoelastisk givare bestående av ett antal plåtar (1, 2), hopfogade medelst limning till ett plåtpaket, vilket plåtpaket är anordnat med minst två lindningar, minst en matningslindning och minst en mätlindning, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda plåtar (1, 2) är dels plåtar (2) av omagnetiskt material och dels plåtar (1) av kompoundtyp.

2. Givare enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att var och en av kompoundplåtarna (1) bestårav en kärna (11) av magnetiskt material anordnad mellan ytterdelar (10, 12) av omagnetiskt material.