SU1044963A1 - Способ измерени механических напр жений в ферромагнитных издели х - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЯХ , заключающийс  в том, что устанавливсиот на изделие крест-накрест два П-образных магнитопровода, первый с возбуждающей, вто(юй с измерительной электрической обмоткой, возбуждают с помощью первого магнитопровода переменное магнитное поле в изделии , измер ют информативный.параметр с помощью второго магнитопровода и по результатам измерени  суд т о величине действуюсдих. механических напр жений, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности результато.в измерений, поворачивают второй магнитопровод вокруг оси скрещивани , наход т такое его положение, при котором электрическое напр жение на его измерительной обмотке равно нулю, измер ют угол между плоскост ми магнитопроводов, а в качестве информативного параметра принимают значение последнего. (Л 4;: со а: 00

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к измерител м механических напр жений с помощью средств, использующих  вле ние магнитоупругости ферромагнитных материалов, и может использоватьс  дл  контрол  напр женного со то ни  ферромагнитных деталей и конструкций .

Известен способ измерени  механических напр жений, заключак цийс  в том, что устанавливают на изделие П-образный магнитопрОвод с возбуждающей и измерительной электриче ними обмотками,возбуждают,пропуска  ток по возбуждающей обмотке,переменное магнитное поле в изделии, измер ют электрическоа напр жение на измерительной обмотке и по результатам измерений суд т о величине механргческих напр жений l .

Электрическое напр жение на измерительной обмотке при равных нулю механических напр жени х имеет некоторое начальное значение. При действии механических напр жений изменение электрического напр жени  обычно невелико по сравнению с начальн-лм значением и это изменение трудно измер ть с удовлетворительной точностью на фоне начального значени .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  способ измерени  механических напр жений, заключающийс  в том, что устанавливают на изделие крест-накрест два П-образных магнитопровода, первый с возбуждающей, второй с измерительной электрической обмоткой, возбуждают с помощью первого магнито провода переменное магнитное поле в изделии, измер ют информативный параметр с помощью второго магнитопровода - электрическое напр жение на его измерительной обмотке - и по результатам измерений суд т о величине действующих механических напр жений 2 .

Электрическое напр жение на измерительной обмотке при отсутствии механических напр жений равно нулю и возникает за счет магнитного потока , по вл ющегос  в магнитопройоде в результате возникновени  анизотропии магнитной проницаемости материала издели  под воздейс вием механических напр жений. Однако вели™ чина магнитного потока сущестззенно зависит от величины воздушных зазоров между изделием и полюсаг-ш магнитопровода , от амплитуды и частоты тока возбуждающей обмотки, что снижает точность результатов измерений. Цель изобретени  - повышение точности результатов измерений путем |уменьшени  вли ни  внешних воэмущаю щих факторов.

Указанна  цель дocтигaeтd  тем, что согласно способу измерени  меха нических напр жений в ферромагнитных издели х, заключающемус  в том, что устанавливают на изделие крестнакрест два П-образных магнитопровода , первый с возбуждающей, второйс измерительной электрической обмоткой , возбуждают с помощью первого магнитопровода переменное магнитное поле в изделии, измер ют информативный параметр с помощью второго магнитопровода и по результатамизмерений суд т о величине механических напр жений, поворачивают второй магнитопровод вокруг оси скрещивани , нйход т только такое его положение , при котором электрическое нёшр жение на его измерительной обмотке равно нулю, измер ют угол между плоскост ми магнитопроводов, а в качестве информативного параметра принимают значени  последнего.

Как показывает картина распределени  магнитного потенциеша на поверхности ферромагнитных изделий между полюсами магнитопровода с возбуждающей обмоткой, эквипотенциальна  лини , проход ща  посредине меж- ду полюсами нормально к плоскости этого магнитопровода, под вли нием механических напр жений поворачиваетс  на Некоторый угол, пропорциональный их величине, а по направлению их знаку. Поэтому положение второго магнитопровода, при котором электрическое напр жение на его измерительной обмотке равно нулю, соответствует новому положению упом нутой эквипотенциальной линии, а угол между Ьлоскодт ми магнитопрводов несет информацию о действующих механических напр жени х. Положение эквипотенциальной линии зависит лишь от анизотропии магнитной проницаемости материала издели  вызванной действием механических напр жений. Оно, практически, в определенных пределах, не зависит от величины внешних возмущакндих факторов (воздушных зазоров между изде-ЛИЯМИ и полюсами магнитопроводов, амплитуды и частоты тока возбуждающей обмотки). За счет этого предлагаемый способ обеспечивает повышение To iHocTH результатов измерений.

. На чертеже приведена картина распределени  магнитного потенциала на поверхности издели  -при действии механических напр жений.

Способ измерени  механических напр жений осуществл ют следующим образом.

На нагружаемом образце издели  из конструкционной стали устанавливают крест-иакрест два П-образных магнитопровода из электротехнической стали с рассто нием между Полюсами 30 л и высотой 20 мм, первый с возбуждающей обмоткой 200 витков, второй с измерительной обмоткой 800 вит ков. С помощью первого магнитопровода путем пропускани  по возбуждающей обмотке тока возбуждают в изделии переменное магнитное поле. При отсутствии механических напр  жений картина распределени  магнитного потенциала между полюсами будет симметричной. Поэтому эквипотенциаль на  лини , проход ща  посредине между полюсами 1 и 2, будет представл т собой пр мую линию и занимать положе ние а-а, как показано на чертеже. Под воздействием механических напр  женийб , магнитна  проницаемость ферромагнитного материала издели  и мен етс  по-разному вдоль и поперек дейЪтви  механических напр жений.За счет по вившейс  анизотропии магнит ной проницаемости картина распределени  магнитного потенциала станет /асимметричной, а средн   эквипотенциальна  лини  повернетс  на некоторый угол1 4, пропорциональный в уп ругой области величине механических напр жений d , и займет новое положение .. Дл  нахождени  этого положени  поворачивают второй магнитопровод вокруг оси скрещивани  обоих магнитопроводов и наход т такое его положение, при котором электрическое Нсшр жение на его измерительной обмотке равно нулю. При этом полюса 3 и 4 второго магнитопрово- да окажутс  на эквипотенциальной линии , как показано на чертеже . Затем измер ют угол между плоскост ми магнитопровода, например , с помощью шкалы и указател  и принимсйот в качестве информативного параметра значение последнего . Дл  удобства лучше использо-. вать разность между измеренным и пр мым углом, котора  и будет рав-; на искомому углу « . При необходимости шкала углов между магнитопро водами может йлть сразу отградуиро. вана с учетом вычитаемого пр мого угла . По результатам измерений yrnaif с помощью градуировочной зависимости суд т о величине и знаке механических напр жений. Проверка Вли ни  величины воэдуш ных зазоров между изделием и полюсами магнитопровода показгша, что оно дл  предлагаемого способа при указанных размерах магнитопроводов и зазоре 0,5 мм уменьшилось почти на два пор дка по сравнению с прототипе пом. Наличие операции поворота второго магнитопровода позвол ет в процессе поиска его положени  с нулевым напр жением на измерительной обмотке использовать электроизмерительные приборы высокой чувствительности и благодар  этому измер ть малые значени  механических напр жений с удовлетворительной точностью.

Claims (1)

1. (54.) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЯХ, заключающийся в том, что устанавливают на изделие крест-накрест два П-образных магнитопровода, первый с возбуждающей, второй с измерительной электрической обмоткой, воз буждают с помощью первого магнитопровода переменное магнитное поле в изделии, измеряют информативный.параметр с помощью второго магнитопровода и по результатам измерения судят о величине действующих.механических напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности результато.в измерений, поворачивают второй магнитопровод вокруг оси скрещивания, находят такое его положение, при котором электрическое напряжение на его измерительной обмотке равно нулю, измеряют угол между плоскостями магнитопроводов, а в качестве информативного параметра принимают значение последнего.