SU1383115A2 - Tensile force magnetoelastic sensor - Google Patents
Tensile force magnetoelastic sensor Download PDFInfo
- Publication number
- SU1383115A2 SU1383115A2 SU833676244A SU3676244A SU1383115A2 SU 1383115 A2 SU1383115 A2 SU 1383115A2 SU 833676244 A SU833676244 A SU 833676244A SU 3676244 A SU3676244 A SU 3676244A SU 1383115 A2 SU1383115 A2 SU 1383115A2
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- magnetic
- tensile force
- arms
- air gap
- magnetic circuit
- Prior art date
Links
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 abstract 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к техни ке измерени сил и давлений. Цель изобретени повышение точности и чувствительности за счет исключени воздушного зазора и обеспечени не зависимости характеристики от знака измер емого усили , а также расшире - ние фукнциональных возможностей за счет обеспечени измерени давлени . В зазор магнитопровода 1 магнитоуп ругого датчика введен элемент 6 пр моугольного сечени из магнитного упругого материала, при этом большие его стороны скреплены с торцовыми концами магнитоцровода 1. 4 ил. Q SThis invention relates to a technique for measuring forces and pressures. The purpose of the invention is to increase accuracy and sensitivity by eliminating the air gap and ensuring that the characteristic does not depend on the sign of the measured force, as well as to increase the functional capabilities by providing pressure measurement. A rectangular section element 6 made of magnetic elastic material is inserted into the gap of the magnetic circuit 1 of the magneto-optic sensor, and its large sides are fastened to the end ends of the magnetic flux 1. 4 Il. Q S
Description
77
(У1(U1
Vuz.iVuz.i
Изобретение относитс к технике измерени сил и давлений и вл етс усовершенствованием изобретени по авт„ св. № 52761I.The invention relates to a technique for measuring forces and pressures and is an improvement of the invention according to the author. No. 52761I.
Цель изобретени повышение точ- нести и чувствительности за счет исключени воздушного зазора и обеспечени независимости характеристики от знака измер емого усили , .а также расширение функциональных возможноетей за счет обеспечени измерени давлени .The purpose of the invention is to increase accuracy and sensitivity by eliminating the air gap and ensuring the independence of the characteristic from the sign of the measured force, as well as expanding the functional possibilities by providing pressure measurement.
На фиг.I и 2 представлены проекции предлагаемого магнитоупругого датчика раст гивающих усилий с кольцевым магнитопроводом; на фиг.З - преобразователь усилий и..давлений с рамочным магнитопроводом; на фиг.4 - схема замещени магнитных цепей пре- образователей.Figures I and 2 show projections of the proposed magnetoelastic tensile force sensor with an annular magnetic circuit; on fig.Z - the converter of efforts and. pressure with a frame magnetic conductor; Fig. 4 is a circuit for replacing the magnetic circuits of the transducers.
Магнитоупругий датчик (иг,1-3) содержит замкнутый магнитопровод 1 с изгибаемыми симметричными плечами 2, на которых сделаны отверсти 3. Диф- ференциально соединенные измерительные обмотки 4 размещены в отверсти х 3 и охватывают внешние и внутренние от нейтральной пинии магнитопровода участки плеч 2. Намагничивающа об- мотка 55 питаема переменным током, размещена между плечами 2 и охватывает магнитопровод i по толщине. Тор иы плеч 2 замкнуты между собой изгибаемым расширенкем магнитопровода 1 в виде элемента 6, выполненного из двух пр моугольных упругих пластин 7, соединенных между собой по коротким сторонам и расположенных перпен дикул рно средней линии магнитопро- вода, при этом размеры пластин 7 превышают размеры поперечного сечени магнитспроБОда 1.The magnetoelastic sensor (ig, 1-3) contains a closed magnetic circuit 1 with bending symmetrical arms 2, on which holes 3 are made. The differentially connected measuring windings 4 are placed in holes 3 and cover the outer and inner parts of the magnetic circuit 2 from the neutral line of the magnetic circuit. The magnetizing winding 55, fed by alternating current, is placed between the arms 2 and covers the magnetic circuit i in thickness. The torus arms 2 are closed between each other by a flexible magnetic core 1 bent as an element 6 made of two rectangular elastic plates 7 interconnected on short sides and arranged perpendicularly to the center line of the magnetic conductor, while the sizes of the plates 7 exceed the dimensions of the transverse magnetic field section 1.
В схеме магнитной цепи (фиг.4) т агнитное сопротивление внешне- го от нейтральной линии участка кажг- дого плеча; RM магнитное сопротив- л€;нне вкутр.еннего от нейтральной линии участка каждого плеча 2; R магнитное сопротивление стенок каждо половины элемента 6, замыкающей торцы плеч 2 по обе стороны нейтральной линии5 Rg- - маг1-штное сопротивление воздушного зазора между торцами плеч 2 f w магнитодвижуща сила намагни чивающей обмотки 5.In the circuit of the magnetic circuit (Fig. 4), there is an aggressive resistance of a section of each shoulder outside the neutral line; RM is the magnetic resistance of €; but not inside of the neutral line of the section of each shoulder 2; R is the magnetic resistance of the walls of each half of the element 6, which closes the ends of the shoulders 2 on either side of the neutral line 5 Rg- - mag1-piece air resistance between the ends of the shoulders 2 f w is the magnetomotive force of the magnetizing winding 5.
Датчик работает следующим образомThe sensor works as follows
При отсутствии измер емого усили Р (или давлени ) внешние и внутренниIn the absence of a measurable force P (or pressure), the external and internal
ю Yu
15 20 15 20
5 30 з 0 5 30 of 0
g . g.
00
от нейтральной линии участки плеч 2 имеют одинаковые магнитные сопротив- лени RU R.. . Поэтому составл ющиеfrom the neutral line, the parts of the shoulders 2 have the same magnetic resistances RU R ... Therefore, the components
ВЛ Overhead line
мпгнитного потока этих участков (по контурам ,F и равны между собой, следовательно, на дифференциальном выходе измерительных обмоток 4 напр жение равно нулю.The magnetic flux of these sections (along the contours, F and are equal to each other, therefore, at the differential output of the measuring windings 4, the voltage is zero.
При воздействии измер емого раст гивающего усили Р между концами плеч 2 (или давлени ) стенки элемента 6 изгибаютс в стороны удалени торцов плеч 2 друг от друга. При этом внешние от нейтральной линии участки плеч 2,сжимаютс , поэтому увеличиваютс магнитные сопротивлени R, и уменьшаютс магнитные потоки этих участков. Одновременно внутренние от нейтральной линии участки плеч 2 раст гиваютс , при этом магнитные сопротивлени Rjij J этих участков уменьшаютс , а магнитные потоки через них увеличиваютс . Б результате на дифферен циальном выходе измерительных обмоток 4 по вл етс напр жение, пропорциональное измер емому усилию (давлению) и обусловленное разностью магнитных потоков по внешним и внутренним участкам плеч 2 с магнитными сопротивлени ми R/ift, RMJ Датчик работает аналогичным образом при воздействии сжимающего усили ме оду концами плеч 2.When exposed to a measured tensile force P between the ends of the arms 2 (or pressure), the walls of the element 6 are bent to the side of the ends of the arms 2 from each other. In this case, the areas of the arms 2 that are external from the neutral line are compressed, therefore the magnetic resistances R, and the magnetic fluxes of these areas decrease. At the same time, the inner regions of the arms 2 from the neutral line are stretched, and the magnetic resistances Rjij J of these areas decrease, and the magnetic fluxes through them increase. As a result, a voltage appears in the differential output of the measuring windings 4, which is proportional to the measured force (pressure) and due to the difference in magnetic fluxes along the outer and inner parts of the shoulders 2 with magnetic resistances R / ift, RMJ The sensor works in a similar way when subjected to compressive force between the ends of the shoulders 2.
При измерении давлений торцы элемента 6 жестко и герметично соедин ют , с трубопроводом системы (например, сваркой), давление в которой необхо- димо определить. Поэтому стенки элемента 6 работают как пр моугольные мембраны с защемленными кра ми, в централыьгх част х которых расположены торцы плеч 2 о При этом деформации изгиба центральных частей стенок элемента 6, возникающие от давлени , обуславливают изгиб плеч 2,When measuring the pressure, the ends of element 6 are rigidly and tightly connected to the system pipeline (for example, by welding), the pressure in which is necessary to determine. Therefore, the walls of element 6 operate as rectangular membranes with pinched edges, in the central parts of which the ends of the arms 2o are located. In this case, the bending deformations of the central parts of the walls of the element 6 arising from pressure cause bending of the arms 2,
При измерении усилий торцы элемента 6 свободны и не преп тствуют деформаци м центральных частей ее стенок , поэтому длину элемента 6 можно уменьшать до величины толщины торцов плеч 2.When measuring the force, the ends of element 6 are free and do not hinder the deformations of the central parts of its walls, therefore the length of element 6 can be reduced to the thickness of the ends of the arms 2.
В предлагаемом ма гни то упругом да т- чике раст гивающих усилий магнитное сопротивление стенок расшир ющегос участка м.згнитопровода 1 на пор док и более меньше магнитного сопротивлени воздушного зазора между торцами плеч 2 (R|(« Rj)« Поэтому магнит- ный поток, намагничивающий обмотки 5,In the proposed miniature of an elastic and tensile force, the magnetic resistance of the walls of the expanding section of the magnetic pipeline 1 is an order of magnitude or more less than the magnetic resistance of the air gap between the ends of the arms 2 (R | ("Rj)" therefore the magnetic flux magnetizing windings 5,
замыкаетс в основном через стейки элемента 6 между торцами плеч 2, а не через юздушный зазор, как в из вестном устройстве,. Следовательно, при прочих равных услови х магнитные потоки и чувствительнос ть предлагае мого датчика на пор док и более выше чем у известного.it closes mainly through the steaks of element 6 between the ends of the shoulders 2, and not through the aisle gap, as in the known device. Consequently, ceteris paribus, the magnetic fluxes and sensitivity of the proposed sensor are an order of magnitude and higher than that of the known.
Магнитньй поток предлагаемого дат чика протекает- через замкнутый магни топровод с незначительным взаимодей ствием с электромагнитными пол ми и экранирующими элементами среды. По- этому точность измерени предлагаемо го датчика на пор док выше точности измерени известного.The magnetic flux of the proposed sensor flows through a closed magnesium conductor with little interaction with the electromagnetic fields and the shielding elements of the medium. Therefore, the measurement accuracy of the proposed sensor is an order of magnitude higher than the measurement accuracy of the known.
Кроме того, при изгибе магнитное сопротивление стенок элемента 6 меж ду торцами плеч 2 не мен етс , так как составл ющие этого сопротивлени по обе стороны нейтральной линии элемента 6 магнитопровода мен ютс в pasHbie стороны. -Поэтому изменение пш рины воздушного зазора между торца ми плеч 2 не вли ет на величину маг нитного потока намагничивающей обмот ки 5, так как магнитный поток проте In addition, during bending, the magnetic resistance of the walls of the element 6 between the ends of the arms 2 does not change, since the components of this resistance on both sides of the neutral line of the element 6 of the magnetic circuit change in the pasHbie side. Therefore, the change in the air gap gap between the ends of the shoulders 2 does not affect the magnitude of the magnetic flux of the magnetizing winding 5, since the magnetic flux
, /, /
кает по стенкам элемента 6, а не че рез воздушный зазор между торцами плеч 2. Следовательно, предлагаемый датчик имеет линейную характеристику с симметричными ветв ми.It is shown along the walls of element 6, and not through the air gap between the ends of the arms 2. Therefore, the proposed sensor has a linear characteristic with symmetrical branches.
ФормулFormulas
изобретени the invention
Магнитоупругий датчик раст гиваю щих усилий по авт. ев, № 52761, отличающийс тем, что, с целью повышени точности и чувстви тельности за счет исключени воздупр- ного зазора и обеспечени независи -- мости характеристики от знака измер емого усили , а также расширени функциональных возможностей за счет обеспечени измерени давлений, маг нитопровод выполнен замкнутым, причем одна из его частей выполнена в виде двух пр моугольных упругих пластин, соединенных между собой по коротким сторонам и расположенных перпендикул рно средней линии магнитопровода , при этом размеры этих пластин превьш1ают размеры поперечного сечени магнитопровода.Magnetoelastic tensile force sensor according to aut. No. 52761, characterized in that, in order to increase accuracy and sensitivity by eliminating the air gap and ensuring the independence of the characteristic from the sign of the measured force, as well as expanding the functionality by providing pressure measurement, the magnetic conductor is made closed, with one of its parts made in the form of two rectangular elastic plates interconnected on the short sides and arranged perpendicular to the center line of the magnetic circuit, while the dimensions of these plates are larger than 1ayut cross-sectional dimensions of the magnetic circuit.
(Ри,г2 4Р(Pu, r2 4P
.З.З
КTO
tv«tv "
mm
CC
агar
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833676244A SU1383115A2 (en) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | Tensile force magnetoelastic sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833676244A SU1383115A2 (en) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | Tensile force magnetoelastic sensor |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU527611 Addition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1383115A2 true SU1383115A2 (en) | 1988-03-23 |
Family
ID=21094236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU833676244A SU1383115A2 (en) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | Tensile force magnetoelastic sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1383115A2 (en) |
-
1983
- 1983-12-16 SU SU833676244A patent/SU1383115A2/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0633476A2 (en) | Reduced flux current sensor | |
JPH0812082B2 (en) | Non-contact distance measuring system and non-contact distance measuring method | |
Hristoforou et al. | Tensile stress distribution sensors based on amorphous alloys | |
US6191575B1 (en) | Device for measuring linear displacements | |
SU1383115A2 (en) | Tensile force magnetoelastic sensor | |
CN108226610B (en) | Clamp type measuring device for alternating current and direct current small current | |
RU2057654C1 (en) | Power busbar current sensor | |
US3229524A (en) | Pressure measuring transducer | |
EP0157790B1 (en) | Magnetic transducer means for measuring force, in particular the traction resistance of an agricultural tractor | |
US2482477A (en) | Electrical torque measuring device | |
US2854646A (en) | Strain gage | |
SU972275A1 (en) | Magnetoelastic torque converter | |
RU2490611C1 (en) | Device to measure pressure inside pipelines made of ferromagnetics | |
RU1830467C (en) | Magnetically restoring sensor of tensile forces | |
SU1144002A1 (en) | Magnetoelastic force converter | |
SU491056A1 (en) | Pressure sensor | |
JPH01180416A (en) | Linear positioner | |
SU1051391A1 (en) | Magneto-elastic force transducer | |
SU905665A1 (en) | Compensating dynamometer | |
SU866425A1 (en) | Magnetoelastic force transducer | |
SU821970A1 (en) | Magnetoelastic torque transducer | |
SU991184A1 (en) | Device for measuring medium temperature mainlyin pipeline | |
SU1262304A1 (en) | Dynamic force magnetoelastic converter | |
SU1186969A1 (en) | Magnetoelastic effort transducer | |
SU473912A1 (en) | Magnetoelastic sensor |