SE440147B - Magnetoelastisk kraftgivare - Google Patents
Magnetoelastisk kraftgivareInfo
- Publication number
- SE440147B SE440147B SE8306161A SE8306161A SE440147B SE 440147 B SE440147 B SE 440147B SE 8306161 A SE8306161 A SE 8306161A SE 8306161 A SE8306161 A SE 8306161A SE 440147 B SE440147 B SE 440147B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- force
- windings
- flange
- sensing
- rotating body
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/12—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring axial thrust in a rotary shaft, e.g. of propulsion plants
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/12—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress
- G01L1/125—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress by using magnetostrictive means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/12—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress
- G01L1/127—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress by using inductive means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
10
15
20
25
30
35
830616141
litet luftgap mot mittflänsen, varigenom en axialkraft på den centrala inner-
flänsen medför en flödesökande dragpåkänning i den ena kraftkännande delen
och en flödesminskande tryckpåkänning i den andra vid material med positiv
magnetostriktion. Skillnaden i flöde i de båda kraftkännande delarna orsakar
en mätspänning från de motkopplade avkänningslindningarna proportionell mot
axialkraften och med ett fasläge bestämt av kraftens riktning. Genom faskäns-
lig likriktning erhålles sedan en mätsignal som anger kraftens storlek och
riktning.
Uppfinningen skall i det följande beskrivas i anslutning till bifogade figurer
1a och b samt figur 2.
Fig 1a och b visar en axialkraftgivare enligt uppfinningen tillsammans med axel
och kullager och inspänd i ett hus för mätning av axialkraft med teckenväxling.
Fig 2 visar ett schema för matning av magnetiseringslindningar och behandling
av signalen från mätlindningarna.
I fig 1 visar 1 rotationskroppen av mjukmagnetiskt material med de två för-
tunnade kraftkännande delarna 2 och 3. Omkring dessa är lindade dels de serie-
kopplade växelströmsmatade magnetiseringslindningarna 4 och 5, dels de mot-
kopplade avkänningslindningarna 6 och 7. Hotationskroppen har mellan de kraft-
kännande delarna utformats med en inåtgående fläns 8 som anhåll för axialkraft-
upptagande lager, här ett på var sida om flänsen för att möjliggöra axialkraft-
mätning i båda riktningarna, och vidare med en utåtgående fläns 9 av väsent-
ligt samma höjd som lindningarnas sammanlagda tjocklek. Utanför de kraftmät-
ande delarna har rotationskroppen vidare utformats med yttre flänsar 10 och 11
7 av minst samma höjd som lindningarnas sammanlagda tjocklek. Rotationskroppen
omges av ett mjukmagnetiskt rör 12, som bildar ett litet luftgap med den
mittre flänsen 9 och som fästes vid de yttre flänsarna 10 och 11 med skjuv-
kraftbärande fogar, lämpligen medelst svetsning. Röret 12 fungerar dels som
magnetisk återgångsvâg för flödena genom de kraftkännande delarna 2 och 3,
dels som ett mekaniskt börande element som upptar kraften från den av de
kraftkännande delarna som i det aktuella fallet är utsatt för dragning.
Om rotationskroppen är utförd av material med positiv magnetostriktion, exem-
pelvis järn vid måttlig magnetisering, ökar permeabiliteten och därmed flödet
i den dragbelastade delen och minskar permeabiliteten och därmed flödet i den
f tryckbelastade delen. Härigenom induceras en kraftproportíonell spänning i de
motkopplade avkänningslindningarna.
10
20
-- 830616144
Uppfinningen avser en kraftgivare, i första hand lämpad för mätning av axial-
krafter vid roterande axlar, exempelvis i verktygsmaskiner. Uppfinningen är
emellertid också tíllämpbar för draggivare, exempelvis för linspänningsmät-
ning, eller som lastcell för tryckkrafter.
Eftersom en axialkraftgivare för verktygsmaskiner skall mäta axialkraften på
ett lager, vanligen ett kullager, bör den ha en rotationssymmetrisk uppbygg-
nad för att ge lagret en jämn stödyta och för att lätt kunna byggas in i
maskinhuset. Givaren bör vidare ha måttlig utsträckning i axelns riktning
och tåla stor överlast och vara okänslig för andra miljöfaktorer som tempera-
turvariationer samt olja och skärvätskor. Med hänsyn till de senare faktorerna
bör givaren helst vara hermetiskt tillsluten.
En axialkraftgivare enligt uppfinningen består i huvudsak av en rotations-
kropp av mjukmagnetískt material med två lika, förtunnade, kraftkännande,
cylindriska delar. som omges av seriekopplade, växelströmsmatade magnetise-
ringslindningar och motkopplade avkänningslíndningar, som ger mätspänningen
noll vid obelastad givare. Mellan de kraftkännande delarna har utformats en
inåtgående fläns som anhåll för ett axialkraftupptagande lager. Mellan lind-
ningarna och utanför dessa har rotationskroppen utåtgående flänsar av ungefär
samma höjd som lindningarna. Rotationskroppen omges av ett mjukmagnetiskt rör,
som är fäst vid de yttre flänsarna med skjuvkraftbärande fogar och har ett
10
115
20
25
30
35
830616141
litet luftgap mot mittflänsen, varigenom en axialkraft på den centrala inner-
flänsen medför en flödesökande dragpåkänning i den ena kraftkännande delen
och en flödesminskande tryckpåkänning i den andra vid material med positiv à
magnetostriktion. Skillnaden 1 flöde i de båda kraftkännande delarna orsakar V
en mätspänning från de motkopplade avkänningslindningarna proportionell mot
axialkraften och med ett fasläge bestämt av kraftens riktning. Genom faskäns-
lig likriktning erhålles sedan en mätsignal som anger kraftens storlek och
riktning.
Uppfinningen skall i det följande beskrivas i anslutning till bifogade figurer
1a och b samt figur 2.
Fig 1a och b visar en axialkraftgivare enligt uppfinningen tillsammans med axel
och kullager och inspänd i ett hus för mätning av axialkraft med teckenväxling.
Fig 2 visar ett schema för matning av magnetiseringslindningar och behandling
av signalen från mätlíndningarna.
I fig 1 visar 1 rotationskroppen av mjukmagnetiskt material med de två för-
tunnade kraftkännande delarna 2 och 3. Omkring dessa är lindade dels de serie-
kopplade växelströmsmatade magnetiseringslindningarna H och 5, dels de mot-
kopplade avkänningslindningarna 6 och 7. Rotationskroppen har mellan de kraft-
kännande delarna utformats med en inåtgående fläns 8 som anhåll för axialkraft-
upptagande lager, här ett på var sida om flänsen för att möjliggöra axialkraft-
mätning i båda riktningarna, och vidare med en utåtgående fläns 9 av väsent-
ligt samma höjd som lindningarnas sammanlagda tjocklek. Utanför de kraftmät-
ande delarna har rotationskroppen vidare utformats med yttre flänsar 10 och 11
av minst samma höjd som líndningarnas sammanlagda tjocklek. Rotationskroppen
omges av ett mjukmagnetiskt rör 12, som bildar ett litet luftgap med den
mittre flänsen 9 och som fästes vid de yttre flänsarna 10 och 11 med skjuv-
krafthärande fogar, lämpligen medelst svetsning. Röret 12 fungerar dels som
magnetisk återgångsväg för flödena genom de kraftkännande delarna 2 och 3,
dels som ett mekaniskt börande element som upptar kraften från den av de
kraftkännande delarna som i det aktuella fallet är utsatt för dragning.
Om rotationskroppen är utförd av material med positiv magnetostriktion, exem-
pelvis järn vid måttlig magnetisering, ökar permeabiliteten och därmed flödet
i den dragbelastade delen och minskar permeabiliteten och därmed flödet i den
tryckbelastade delen. Härigenom induceras en kraftproportionell spänning i de
A motkopplade avkänningslindningarna.
Claims (1)
10 83061614» Fig 2 visar hur magnetiseringslindningarna 4 och 5 matas i serie från växel- strömskällan 13, som även styr den faskänsliga likriktaren 1ü, som likriktar den kraftproportionella signalen från de motkopplade avkänningslindningarna 6 och 7. Den likriktade mätsignalen avläses på instrumentet 15. Uppfinningen har ovan beskrivits tillämpad för axialtrycksmätning vid rote- rande axel. Exakt samma utförande kan användas som draglastcell för mätning av exempelvis linspänning. Den kan även i oförändrat skick användas för tryck- kraftmätning med kraften anbragt på ett cylindriskt tryckstycke, som vilar på den kraftupptagande flänsen. Ett annat alternativ är att ersätta flänsen med en hel skiva på vilken kraften kan anbringas. PATENTKRAV Magnetoelastisk kraftgivare, k ä n n e t e c k n a d därav, att den inne- fattar en rotationskropp (1) av mjukmagnetiskt material, utförd med två i huvudsak lika förtunnade, kraftkännande, cylindriska delar (2, 3) æmgivna av seriekopplade växelströmsmatade magnetiseringslindníngar (4, 5) och in- bördes motkopplade avkänningslindningar (6, 7) och mellan nämnda förtunnade delar en inåtgående, kraftupptagande innerfläns eller skiva (8) och en utåt- gående mittfläns (9) av väsentligen samma höjd som líndningarnas sammanlagda tjocklek och på yttersidorna om nämnda förtunnade delar yttre, utåtgående flänsar (10, 11) med minst samma höjd som lindníngarnas sammanlagda tjocklek, nämnda rotationskropp är omgiven av ett mjukmagnetiskt rör (12), som är fäst vid nämnda yttre utåtgående flänsar med skjuvkraftbärande fogar och har ett litet luftgap mot den utåtgående mittflänsen, de yttre utåtgâende flänsarna dessutom utgörande upplagsytor för reaktionskraften.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8306161A SE440147B (sv) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | Magnetoelastisk kraftgivare |
EP19840113266 EP0142110B1 (de) | 1983-11-09 | 1984-11-03 | Magnetoelastisches Kraftmessgerät |
DE8484113266T DE3476452D1 (en) | 1983-11-09 | 1984-11-03 | Magneto-elastic force transducer |
JP23340084A JPS60117120A (ja) | 1983-11-09 | 1984-11-07 | 磁気弾性力変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8306161A SE440147B (sv) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | Magnetoelastisk kraftgivare |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE8306161D0 SE8306161D0 (sv) | 1983-11-09 |
SE8306161L SE8306161L (sv) | 1985-05-10 |
SE440147B true SE440147B (sv) | 1985-07-15 |
Family
ID=20353247
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8306161A SE440147B (sv) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | Magnetoelastisk kraftgivare |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0142110B1 (sv) |
JP (1) | JPS60117120A (sv) |
DE (1) | DE3476452D1 (sv) |
SE (1) | SE440147B (sv) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0271832A1 (en) * | 1986-12-15 | 1988-06-22 | Asea Ab | Magnetoelastic force transducer |
SE457116B (sv) * | 1987-04-30 | 1988-11-28 | Asea Ab | Magnetoelastisk kraftgivare |
US4833926A (en) * | 1987-07-29 | 1989-05-30 | Nissan Motor Co., Ltd. | Magnetostrictive stress measurement apparatus |
JP2885427B2 (ja) * | 1989-08-02 | 1999-04-26 | 株式会社東芝 | 密着型センサ |
DE19623741A1 (de) | 1996-06-14 | 1997-12-18 | Wittenstein Motion Contr Gmbh | Einrichtung zur Erfassung und Auswertung der auf einen Spindeltrieb einwirkenden Betriebskraft |
US7604470B2 (en) * | 2006-04-03 | 2009-10-20 | Stratasys, Inc. | Single-motor extrusion head having multiple extrusion lines |
DE102017109114B4 (de) | 2017-04-27 | 2019-03-21 | Trafag Ag | Kraftsensor und Kraftmessverfahren zum Messen axialer Kräfte |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR949633A (fr) * | 1942-09-15 | 1949-09-05 | Westinghouse Electric Corp | Appareil de mesure de poussée pour arbres |
GB880889A (en) * | 1959-07-30 | 1961-10-25 | Erwin Metzmeier | Improvements in force measuring apparatus |
-
1983
- 1983-11-09 SE SE8306161A patent/SE440147B/sv not_active IP Right Cessation
-
1984
- 1984-11-03 EP EP19840113266 patent/EP0142110B1/de not_active Expired
- 1984-11-03 DE DE8484113266T patent/DE3476452D1/de not_active Expired
- 1984-11-07 JP JP23340084A patent/JPS60117120A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE8306161L (sv) | 1985-05-10 |
DE3476452D1 (en) | 1989-03-02 |
EP0142110A3 (en) | 1986-06-25 |
EP0142110A2 (de) | 1985-05-22 |
SE8306161D0 (sv) | 1983-11-09 |
JPS60117120A (ja) | 1985-06-24 |
EP0142110B1 (de) | 1989-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0502722B1 (en) | Torque sensor | |
US4786846A (en) | Level guage apparatus | |
US8635917B2 (en) | Magnetic torque sensor for transmission converter drive plate | |
US8836458B2 (en) | Method for imparting annular oppositely polarized magnetically conditioned regions to a disk shaped member | |
US5591925A (en) | Circularly magnetized non-contact power sensor and method for measuring torque and power using same | |
US4712433A (en) | Torque sensor for automotive power steering systems | |
EP2626678B1 (en) | Magnetic torque sensor for transmission converter drive plate | |
EP0523024A2 (en) | Magnetoelastic sensor system | |
US5007295A (en) | Magnetoelastic force transducer | |
SE440147B (sv) | Magnetoelastisk kraftgivare | |
SE455885B (sv) | Magnetoelastisk kraftgivare | |
US5675095A (en) | Rotational torque sensor | |
JPS62247220A (ja) | トルク検出方法とトルクセンサ | |
EP1504246B1 (en) | Eddy current sensor assembly for shaft torque measurement | |
JP4305271B2 (ja) | 磁歪式トルクセンサ | |
US3537304A (en) | Torquemeter | |
US6863614B2 (en) | Shunted collarless torsion shaft for electronic power-assisted steering systems | |
US9470589B2 (en) | Device for detecting the state of a machine element | |
JPH10148641A (ja) | 角加速度センサ | |
US3229514A (en) | Torque measuring device | |
JPS6141936A (ja) | トルクセンサ | |
Barton et al. | Industrial torque measurement using magneto-strictive torquemeters | |
EP4227656A1 (en) | System for sensing torque | |
US20040216533A1 (en) | Unshunted collarless torsion shaft for electronic power-assisted steering systems | |
GB2140565A (en) | Magnetoelastic torque transducer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NAL | Patent in force |
Ref document number: 8306161-4 Format of ref document f/p: F |
|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8306161-4 Format of ref document f/p: F |