Измерительный преобразователь механических напряжений

 

ИЗМЕРИЗ ЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗСЙАТЕЛЬ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕдаЙ , содерясащий незамкнутый Магнигрпрород , имеющий основание с тремя посэтедовательно расположенными на одной его стороне полюсными участками, электрическую обмотку, питаемую постоянным током и охватьюакхцую пе1даый полксный участок, два датчика Холла, расположенных соответственно иод полюсами вгорогч и трё1ъега пэлкхзкых участков, делитель сигнала, .соединенный вкоДом с датчиком Холла второго полюсного участI ка и соединенный вьссодом Я1сх:ледовател1 ио-встречно с датчиком Холла третьего полюсного учартка, о т л и ч а ю щи и с я тем, что, с цепью повышения провэводюгельнрстн вэмере}шй, яолксяле участки магнитозфовода выполнены в ви-де соавсиально раотоложенных трех, полых цилишфов, дном которых является основание маапгатшровода, а датчики Холла установлены на одной радиальной П эяМой линни с возможностью одновременного вращения вокруг оси цилиндров.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИ)(СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСП)/БЛИК

1 В 7/24

3 (51).

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К ДВОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

I (21) 3366662/25-28 (22) 17.12.81 (46) 30.05.83.Бюп. Мя 20 (72) Ю,Д. Железнов, А. Г. Журавский, С. П. Слаута, А. Т. Гриднев, B. И. Го ляев, Л. Б. Казаджан и Н. Д. Кукушкин (7Ц Липецкий политехнический институт, {63) 531, 781 2 .(088.8)

; (58) 1. Прибор : для неразрушакпцего

Виироля материалов и изделий. Справоч.ник под равд. В. B. Кл)оева. Т. 2. М., Машиностроение, 1976, с. 73, рис. 45„

2. Авторское свидетельство СССР по заявке% 3006340./28, «лА» 01 В 7/24; 1980 (прототин). (54) (57) ИЗМЕРИ") ЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИИ, содерясащий незамкнутый магнитопрород, имеюший основание с тремя последовательно расположенными на одной его стороне полюсными участками, алектрическую обмотку, питаемую постоянным током и охватывающую первый полюсный участок, два датчика Холла, расположенных соответственно иод полюсами второго и третьего полюсмых участков, делитель сигнала, ;соединенный входом с датчиком Холла второго полюсного участ ка и соединенный выходом пасладоватещ но-встречно с.датчиком Холла третьего полюсного учебке, о т л и ч а ю m.и йс я тем, что, с делью повышения произ= водительности измерений, пслюсные участки магнитапровода выполнены в ви-де коаксиально расположенных тре полых щиппщров, днам которых является основание магнитол роъода, а датчики

Холла установлены на одной радиальной прямой линии. с возможностью одновременноге врашения вокруг оси цилиндров.

1020756

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерениям механических напряжений с помощью средств, использующих магнитоупругий эффект в контролируемом материале1 и предназначено для измерений натяжения стальной полосы при прокате, а также может быть использовано и для определения нагрузок в металлоконструкциях.

Известен измерительный преобразователь механических параметров ферромш нитных материалов, использующий явление зависимости магнитного потока в преобразователе от механических и геометрических параметров ферромагнитных материалов. Он содержит незамкнутый магнитопровод, имеющий основание с двумя полксными участками, расположенными на одной стороне основания, электрическую обмотку, питаемую постоянным током и охватывающую полюсный участок, и датчик Холла, расположенный под полк сом второго полюсного участка (1 J .

Хотя указанный измерительный преобразователь используют для измерения механических напряжений, которые вызывают изменение магнитного потока в преобразователе эа счет их влияния на магнитную проницаемость ферромагнитных материалов, он не обеспечивает удовлетворительной точности результатов измерений в материалах с высокой кристаллографиче ской текстурой. Это объясняется тем, что мешающее влияние кристаллографичес кой текстуры на магнитную проницаемость ферромагнитных материалов сравнимо с влиянием на нее измеряемых механических напряжений.

Наиболее бпизким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь, содержащий L13 -образный незамкнутый магнитопровод, имеющий основание с тремя последовательно располо- женными на одной его стороне полюсными участками, электрическую обмотку, питаемую постоянным током и охватывающую первый полюсный участок, два датчика

Холла, расположенных неподвижно соответственно под полюсами второго и третьего полюсных участков, делитель сигнала, соединенный входом с датчиком Холла второго полюсного участка и соединенный выходом последовательно-встречно с датчиком Холла третьего полюсного участка (2 J .

Известный преобразователь механических напряжений позволяет проводить из-, мерения лишь в одном направлении, соответствующем его установке. Для прове° дения измерений по другим направлениям преобразователь необходимо освободить от закрепления, установить по новому

5 .направлению и снова закрепить на поверхности контролируемого объекта. Эти операции обычно трудоемки, особенно если желаемые направления измерений заранее не известны.

Цель изобретения - повышение производительности измерений.

Указанная цель достигается тем, что в измерительном преобразователе механических напряжений, содержащем незам15 кнутыи магнитопровод,имеющие основание с тремя последовательно расположенными на одной .его стороне полюсными участкаь и, электрическую обмотку, питаемую постоянным током и охватывающую первый полюс20 ный участок, два датчика Холла, расположенных соответственно под полюсами второго и третьего полюсных участков, делитель сигнала, соединенный входом с датчиком Холла второго полюсного участ25 ка и соединенный выходом последовательно-встречно с датчиком Холла третьего полксного участка, полюсные участки магнитопровода выполнены в виде. коаксиально расположенных трех полых

З0 цилиндров, дном которых является основание магнитопровода, а датчики Холла установлены на одной радиальной прямой линии с возможностью одновременного вращения вокруг оси цилиндров .

35 При такс м выполнении измерительного преобразователя механических напряжений оба датчика Холла имеют воэможность располагаться вместе по любому заданному направлению, оставаясь в то же

40 время под полюсами своих полюсных участков. Вследствие этого повышается производительность измерений, требующих получения результатов по нескольким различным направлениям.

На чертеже изображен предлагаемый измерительный преобразователь механических напряжений в разрезе.

Преобразователь содержит незамкнутый мигнитопровод, имеющий основание 1 с тремя последовательно расположенными полюсными участками 2 - 4, выполненными в виде коаксиально расположенных трех полых цилиндров, дном которых яв-, ляется основание 1. Первый полюсный

55 участок 2 охватывает электрическая обмотка 5, питаемая постоянным током.

Под полюсами второго и третьего полюс- . ных участков 3 и 4 расположены два датчика 6 и 7 Холла. Имеется делитель

3 10207 сигнала (не показан), который соединен входом с датчиком Холла 6 второго полюсного участка 3 и соединен выходом последовательно-встречно с датчиком 7

Холла третьего полюсного участка 4.

Оба датчика 6 и 7 Холла установлены под своими полюсами соответствующих полюсных участков, на одной радиальной прямой линии с возможностью одновременного вращения вокруг оси цилиндров. Для 0 этого датчики 6 и 7 Холла закреплены на диске 8 с осью 9, которая установлена по геометрической оси полюсного участка 2 с возможностью вращения.

Ось 9 свободным KDHHoM выступает над 15 основанием 1, что позволяет изменить положение датчиков 6 и 7 Холла под полюсами. Датчики 6 и 7 Холла вместе с диском 8 защищены немагнитной крышкой 10, прикрепленной к полюсному

20 участку 4, Измерительный преобразователь механических напряжений работает следующим образом.

Преобразователь устанавливают на 25 контролируемый объект 1 1 немагнитной крышкой 10 и закрепляют на нем. При подключении обмотки 5 к источнику постоянного тока (не показан) по полюсным участкам 2 — 4;и материалу объекта 11 протекае " магнитный поток.

Вследствие различия в длине .магнитных цепей материал контролируемого объекта 11 между полюсными участками 2 и

3 находится в сильном магнитном поле, " 35 а между полюсными участками 3 и 4в сравнительно слабом поле. В соответствии с известными свойствами ферромагнетиков магнитная проницаемость материала контролируемого объекта 11 между полюсными участками 2 и 3 будет зависеть от величины кристаллографической тексту56 4 ры материала и практически не будет зависеть от механических, напряжений в материале, а магнитная проницаемость, материала между полюсными участками

3 и 4 будет зависеть как от величины ,иристаллографической текстуры, твк и. от механических напряжений. Поэтому мвгни1 ный поток и вместе с ним сигнал соответствующего датчика Холла будет пропорциональным для полюсного участка 3 и датчика 6 величины кристаллогрвфической текстуры, а для полюсного участка 4 и датчика 7 — как величине кристаллаграфической текстуры, так и величине механическихх напряжений.

Поскольку датчик 6 Холла имеет делитель сигнала (не показан), который соединен с датчиком 6 своим входом, а выходом — последовательно-встречно с датчиком 7 Холла, то выходной сигнал датчика 6, уменьшенный на коэффициент деления делителя, будет вычитаться из сигнала датчика 7. В результате общий выходной сигнал преобразователя при правильно выбранном коэффициенте деления будет независим от величины кристаллографической текстуры материала контролируемого объекта 11. Правильный выбор этого коэффициента деления осуществляется его изменением до получения нулевого значения общего выходного сигнала преобразователя при отсуть, ствии механических напряжений в мате риале контролируемого объекта 11 перед началом измерений, Использование предлагаемого преобразователя существенно упрощает элементы его крепления к объекту контроля и значительно ускоряет проведение испытаний.

Составитель Ю. Востриков

Редактор Н. Гришанова Техред Е.Харитончик Корректор М. Демчик

Заказ 3889/38 Тираж 602 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 в

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4