SU973040A3

SU973040A3 - Способ измерени параметров механической нагрузки на ферромагнитное тело и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number: SU973040A3
Application number: SU792806958A
Authority: SU
Inventors: Йилькен Лейф
Original assignee: Стонгоконсульт (Фирма)
Priority date: 1977-12-12
Filing date: 1979-08-10
Publication date: 1982-11-07
Also published as: FR2461247B1; GB2036329A; GB2036329B; WO1979000369A1; EP0007963A1; US4316146A; FR2461247A1; SE403517B; DE2857236A1; CH635935A5

Description

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к измерени м усилий и механических напр жений , и может использоватьс дл испытаний деталей и конструкций из ферромагнитных материалов при динамических нагрузках, а также дл вы влени текучести, ра.сслоени и тому подобных влений при посто нных нагрузках.

Известен способ измерени механических напр жений, заключающийс в том, что в ферромагнитной детали возбуждают посто нное магнитное поле , измер ют индукцию и по полученным результатам определ ют механические напр жени . Устройство дл измерени механических напр жений содержит магнитопровод незамкнутой формы, часть которого выполнена в виде посто нного магнита, и измеритель индукции магнитного пол в виде феррозонда, размещенного между полюсами магнитопровода Г.

Однако при таком осуществлении способа и устройства не могут измер тьс скорости изменени механических напо жений.

Известен также способ измерени скорости изменени механической нагрузки на ферромагнитное тело, заключающийс в том, что в теле возбуждают посто нное магнитное поле, измер ют скорость изменени магнитного потока и по полученным результатам определ ют скорость изменени нагрузки на ферромагнитное тело.

10 Устройство дл измерени скорости изменени механической нагрузки содержит нагружаемый замкнутый магнитопровод с крестообразным центральнь1м участком возбуждающую обмотку,

15 охватывающую крестообразный участок и питаемую посто нным током, а также измерительную обмотку, охватывающую крестообразный участок крест-накрест с возбуждающей обмоткой

Однако такое осуществление способа и устройства не обеспечивает получени высокой точности результатов измерений. Это объ сн етс тем, что магнитнкй поток в магнитопроводе

25 и его изменение в каждый момент времени неоднозначно завис т от нагрузки , поскольку они завис т и от характера предшествовавших процессов как перемагничивани , так и механической нагрузки, которые совместно оказывают вли ние на состо ние доменной структуры магнитопровода,

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению вл етс способ измерени параметров механической нагрузки на ферромагнитное тело, заключающийс в том, что возбуждают в теле стационарное переменНое магнитное поле и нестационарное переменное затухающее магнитное поле с начальной амплитудой, насыщающей тело, измер ют напр женность стационарного магнитного пол после затухани нестационарного магнитного пол , и по результатам измерений определ ют параметр нагрузки на ферромагнитнре тело - действующее усилие , Устройство дл измерени параметров механической нагрузки на ферромагнитное тело содержит в качестве ферромагнитного тела замкнутый магнитопровод , возбуждающую и дополнительную обмотки, охватывающие магнитопровод , блок питани в виде источника переменного тока, соединенного с возбуждающей обмоткой, источник затухающего переменного тока с выключателем на выходе, соединенный с дополнительной обмоткой, и измерительный элемент. Причем источник затухающего переменного тока выполнен в виде конденсатора, периодически подключаемого то к источнику посто нного тока, то к дополнительной обмотке, а измерительный элемент выполнен в виде резистора, включенного последовательно с обмоткой возбуждени З..

При таком осуществлении способа и

устройства материал магнитопровода с помощью нестационарного затухающего магнитного пол подвергаетс размагничиванию и механическому ударному воздействию, привод щему его доменную структуру в энергетически устойчивое состо ние, благодар чему обеспечиваетс повышенна точность результатов измерений. Однако известное техническое решение не позвол ет получать необходимую

в некоторых случа х информацию о скорости изменени механической нагрузки и других величин, поскольку дифференцирование огибающей синусоидального выходного сигнала с удовлетворительной точностью затруд||ительно . Кроме того, известное устройство не позвол ет производить измерени параметров нагрузки на различных ферромагнитных телах по выбору, так как нагружаемым телом в нем вл етс магнитопровод - несмен ема часть устройства.

Целью изобретени вл етс обеспечение возможности измерени

скорости изменени нагрузки на различных ферромагнитных телах.

Дл достижени этой цели согласно способу измерени параметров механической нагрузки на ферромагнитное

тело, заключающемус в том, что в теле возбуждают стационарное магнитное поле и переменное затухающее полес начальной амплитудой, насыщающей тело, измер ют параметр стационарного магнитного пол и по полученным результатам определ ют параметры механической нагрузки на ферромагнитное тело, стационарное магнитное поле выбирают посто нным

5 с напр женностью, обеспечивающей обратимость магнитных свойств тела, а в качестве измер емого параметра стационарного магнитного пол используют скорость изменени магнитQ ного потока,

В устройстве дл измерени пара , метров механической нагрузки на ферромагнитное тело, содержащем магнитопровод , возбуждающую обмотку, охватывающую магнитопровода, блок питани , соединенный с возбуждающей обмоткой, источник затухающего переменного тока с выключателем на выходе и измерительный элемент, послед0 НИИ выполнен в виде измерительной обмотки, охватывающей магнитопровод, блок питани выполнен в виде источника посто нного тока, источник затухающего переменного тока соединен с возбуждающей обмоткой, а магнитопровод выполнен разомкнутым с полюсами, накладываемыми на ферромагнитное тело с возможностью скольжени ,

0 Магнитопровод может быть выполнен из отдельных одинаковых пластин,размещенных осесимметрично, а все обмотки могут быть выполнены цилиндрическими .

5 На чертеже изображено устройство дл измерени параметров механической нагрузки на ферромагнитное тело.

Устройство содержит магнитопровод 1, который выполнен разомкнутым, с полюсами, накладываемыми на ферромагнитное тело 2 с возможностью скольжени . Магнитопровод 1 охватывают возбуждающа 3 и измерительна 4 обмотки. С возбуждающей обмоткой 3 соединен блок питани , выполненный в виде источника 5 посто нного тока, и источник 6 затухающего переменного тока с выключателем на выходе. Соединение источников 5 и 6 с обмоткой 3 осуществлено

0 преобразователь 7.

Магнитопровод 1 может быть выполнен из-отдельных одинаковых пластин, размещенных осесимметрично вокруг тела 2, а обмотки 3 и 4 выполнены

Claims

5 цилиндрическими. К измерительной обмотке 4 подключен блок 8 преобразователей дл последующей обработки выходного сиг нала. В него вход т усилитель 9 сигнала, усилитель 10 с интеграторо усилитель с интегратором и фильтром 11 низких частот, усилитель с интегратором и фильтром 12 высоких частот. Предлагаемый способ реализуетс работой устройства следующим образо Магнитопровод 1 устанавливают полюсами на ферромагнитное тело 2. Включают блок 5 питани и источник б переменного-затухающего тока, чем возбуждают в ферромагнитном теле 2 стсщионарное посто нное магнитное поле и переменное затухающее магнит ное поле. Йапр женность посто нного iмагнитного пол соответствует нахождению магнитных свойств тела в зоне их обратимости, а начальна амплитуда напр женности переменного затухающего пол обеспечивает насыщение тела. Затухающее магнитное поле подвер гает размагничиванию материал тела и за счет влени магнитострикции механическим воздействи м. В резуль тате этого доменна структура ферро магнитного тела переходит в энергетически устойчивое однозначное состо ние , не завис щее от предыстории намагничивани и нагружени тела. После затухани переменного пол магнитное состо ние ферромагнитного тела, например индукци магнитного пол , будет однозначно определ тьс лишь нагрузкой Р на него и напр жен ностью посто нного магнитного пол . При изменении нагрузки Р во времени магнитный поток Ф в теле 2 и магнитопроводе 1 будет измен тьс пропорционально нагрузке. По этой причине на измерительной обмотке 3 будет наводитьс ЭДС, пропорциональ на скорости изменени магнитного потока Ф в магнитопроводе и, соот.ветственно , скорости изменени нагрузки Р. Измер эту ЭДС,определ ют скорость изменени магнитного пото ка стационарного магнитного пол и по полученным результатам определ ют скорость изменени нагрузки. Использование предлагаемого способа и устройства дл его осуществлени позвол ет повысить точность результатов измерений скорости изме нени напр женного состо ни при динамических испытани х деталей. конструкций и т.п., изготовленных из ферромагнитных материалов. Формула изобретени 1.Способ измерени параметров механической нагрузки на ферромагнитное тело, заключающийс в том, что возбуждают в теле стационарное магнитное поле и переменное затухающее магнитное поле с начальной амплитудой ,- насыщающей тело, измер ют параметр стационарного магнитного пол после затухани переменного магнитного пол и по полученным результатам определ ют параметры механической нагрузки, о т л и ч а ющ и и с тем, что, с целью обеспечени возможности измерени скорости изменени механической нагрузки, стационарное магнитное поле выбирают посто нным с напр женностью, обеспечивающей обратимость магнитных свойств ±ела, а в качестве измер емого параметра стационарного магнитного пол используют скорость изменени его магнитного потока. 2.Устройство дл измерени параметров механической нагрузки на ферромагнитное тело, содержащее магнитопровод , возбуждающую обмотку, охватывающую магнитопровод, блок питани , соединенный с возбуждающей обмоткой, источник затухающего переменного тока с выключателем на выходе и измерительный элемент, о тлй ч а-юще е с тем, что измерительный элемент выполнен в виде измерительной обмотки, охватывающей магнитопровод, блок питани выполнен в виде источника посто нного тока, источник затухающего переменного тока соединен с возбуждающей обмоткой, а магнитопровод выполнен разомкнутьпч с полюсами, накладываемыми на ферромагнитное тело с возможностью скольжени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 120670, кл. G 01 В 7/24, 1958.
2.Автоматические устройства с магнитоупругими преобразовател ми. М., Энерги , 1974, с. 61, рис.26.2.
3.АвторскЪе свидетельство СССР 547652, кл. G 01 L 1/12, 1975 (прототип).

HI1j .

Ф