SU808882A1

SU808882A1 - Magnetoelastic converter of mechanical force

Info

Publication number: SU808882A1
Application number: SU792761035A
Authority: SU
Inventors: Мадияр Фахритдинович Зарипов; Галина Николаевна Малкова; Геннадий Николаевич Ковшов
Original assignee: Уфимский Авиационный Институтим. Орджоникидзе
Priority date: 1979-05-03
Filing date: 1979-05-03
Publication date: 1981-02-28

Description

; Устройство относитс к измерител ной технике и может быть использова дл контрол напр жений в трубах. Известен магнитоупругий датчик механических напр жений, содержащий П-образный магнитопровод, на котором размещены намагничивающа и изм рительные обмотки, пргчем магнитопровод в нем выполн ют из ферромагнитной проволоки, нат нутой на жест кую неферромагнитную П-образную рамку с заостренными концами Недостатком известного датчика вл етс то, что он не обеспечивает достаточной точности измерени , что обусловлено тем, что величина магнитного потока, замыкающегос через исследуемую деталь, зависит не только от величины деформации, но и от направлени прокатки материала , от его марки., а также от величины зазора между магнитопрово дом и исследуемой деталью. Поэтому применение этих датчиков дл контрол напр жений в трубопроводах невозможно. Наиболее близким по технической сущности вл етс магнитоупруги-й преобразователь дл измерени уси .лий, содержащий кольцевой магнитопровод со сквозными прорез ми на торцовой поверхности и измерительные и намагничивакицие обмотки 123. Недостатком этого датчика вл етс возможность измерени только радиальных усилий. Цель изобретени - обеспечение измерени как радиальных, так и изгибных усилий на валу. Указанна цель достигаетс тем, что магнитопрЬвод выполнен . тым, а на его цилиндрической поверхности выполнены сквозные прорези, .образующие две группы ребер, одни из которых перпендикул рны образующей этой поверхности,а другие параллельны ей и имеют сквозные прорези,образованные цилиндрическими поверхност ми,образующие которых параллельны образующей цилиндрической поверхности кольца при этом намагничивающие обмотки охватывают каждое ребро, а измерительные пропущены через прорези. Кроме того, по обеим сторонам ребер, параллельных образующей, выполнены посадочные места дл установки преобразовател на контролируемый объект.; The device relates to a measuring technique and can be used to monitor stresses in pipes. A magnetoelastic mechanical stress sensor containing a U-shaped magnetic core, on which magnetizing and measuring windings are placed, is known, and the magnetic core in it is made of ferromagnetic wire that is pulled on a rigid non-ferromagnetic U-shaped frame with pointed ends. A disadvantage of the known sensor is that it does not provide sufficient measurement accuracy, which is due to the fact that the magnitude of the magnetic flux closing through the test piece depends not only on the magnitude of the deformation, n o and from the direction of rolling of the material, from its grade., as well as from the size of the gap between the magnet tube and the part being examined. Therefore, the use of these sensors to monitor the stress in pipelines is not possible. The closest in technical essence is a magnetoelastic transducer for measuring force, containing an annular magnetic circuit with through slots on the end surface and measuring and magnetizing winding 123. A disadvantage of this sensor is the ability to measure only radial forces. The purpose of the invention is to measure both radial and bending forces on the shaft. This goal is achieved by the fact that the magnetic circuit is made. On its cylindrical surface there are made through cuts, forming two groups of ribs, one of which is perpendicular to the generator of this surface, and the others are parallel to it and have through cuts formed by cylindrical surfaces, which form parallel to the generator of the cylindrical surface of the ring; windings cover each edge, and measuring ones are passed through slots. In addition, on both sides of the ribs parallel to the generatrix, the seats for mounting the converter on the object under test are made.

На фиг.1 приведена конструкци преобразовател ; на фиг.2 - установка преобразовател на объект.Figure 1 shows the construction of a converter; figure 2 - installation of the Converter on the object.

Преобразователь состоит из незамкнутого магнитопровода 1, на боковой поверхности которого выполнены сквозные прорези 2, при этом обрзуютс ребра 3, параллельные образующей и ребра 4, перпендикул рные ей. Обмотки 5 и 6 возбуждени выполнены в виде секций, размещенных на ребрах 3 и 4 и соединенных между собой последовательно и согласно . На каждом из ребер 3 и 4 выполнены сквозные прорези 7 посередине , образующие стержни 8 и 9, на которых размещены измерительные обмотки 10 и 11, выполненные в виде секций, соединенных ме оду собой последовательно и встречно. Установка датчика на контролируемый объект 12 осуществл етс винтами-упорами ,13 по посадочным местам 14.The converter consists of an open magnetic circuit 1, on the side surface of which the through slots 2 are made, forming ribs 3 parallel to the generator and ribs 4 perpendicular to it. The windings 5 and 6 of the excitation are made in the form of sections placed on the ribs 3 and 4 and interconnected in series and according to each other. On each of the ribs 3 and 4, through slots 7 are made in the middle, forming rods 8 and 9, on which measuring windings 10 and 11 are placed, made in the form of sections, connected each other in series and oppositely. The sensor is installed on the object to be monitored 12 by means of stop screws 13 on the seats 14.

Преобразователь работает следующ образом.The converter works as follows.

Преобразователь устанавливаетс на контролируемый объект через незамкнутую боковую поверхность и укрел етс на нем с помощью винтов-упоров . При изгибе объекта происходит деформаци магнитопровода, при этом ребра, параллельные образующей цилиндрической поверхности работают на изгиб. Это приводит к Изменению магнитной проницаемости материала стержней балок и вызывает перераспределение магнитных потоков в них. В результате на зажимах измерительной обмотки возникает электрический сигнал, пропорциональный усилию деформации объекта. Сигналы с измерительных обмоток, расположенных на стеркн х разных ребер, сравниваютс по величине, что дает возможность определить направление действи усили .The transducer is installed on the object to be monitored through an open side surface and is fixed on it with the help of screws-stops. When the object is bent, the magnetic circuit is deformed, and the edges parallel to the generator of the cylindrical surface work on bending. This leads to a change in the magnetic permeability of the material of the beam rods and causes a redistribution of magnetic fluxes in them. As a result, an electrical signal arises at the terminals of the measuring winding, which is proportional to the deformation force of the object. Signals from measuring windings located on the edges of different edges are compared in magnitude, which makes it possible to determine the direction of the force.

При деформации объекта под действием радиальных усилий на изгибWith the deformation of the object under the action of radial bending forces

работают ребра, перпендикул рные образующей цилиндрической поверхности . Аналогичным образом сигналы, снимаемые с измерительных обмоток, расположенных на стержн х этих ребер , будут пропорциональны радиальным усили м, действующим на контролируемый объект.the ribs work, perpendicular to the generatrix of the cylindrical surface. Similarly, the signals taken from the measuring windings located on the rods of these ribs will be proportional to the radial forces acting on the object being monitored.

Claims

1. A magnetoelastic mechanical transducer, containing an annular magnetic circuit with through slots on the end surface and measuring and magnetizing windings, characterized in that, in order to measure both radial and bending forces on the shaft, the magnetic circuit is made open, and on its cylindrical surface there are made through slots forming two groups of edges, one of which is perpendicular to the generator of this surface, while the others are parallel to it and have through slots formed ilindricheskimi surfaces, which parallel obrazukmtsie generatrix of the cylindrical surface of the ring, wherein the magnetizing coil cover each edge, and passed through the measuring slit.

2. A transducer according to claim 1, characterized in that on both sides of the ribs parallel to the generatrix there are made seats for mounting the transducer on the object to be monitored.

Sources of information taken into account in the examination

1. USSR author's certificate

W 223431, class G 01 L 1/12, 06.26.67

2. USSR author's certificate number 184751, cl. G 01 L 1/12, 03/27/64 (prototype).

eleven

10 3

mg.

It