Магнитоупругий датчик

Магнитоупругий датчик представляет собой магнитопровод 1 прямоугольной формы с четырьмя симметрично расположенными отверстиями, в которых размещены две обмотки 2 и 3, причем плоскости этих обмоток взаимно перпендикулярны. Обмотка 3 питается током переменного напряжения, а обмотка 2 является измерительной. При полной симметрии магнитопровода и изотропности материала индуктивная связь между обмотками отсутствует, так как магнитный поток обмотки 3 не пересекает вторичную. Следовательно, ЭДС обмотки 2 при отсутствии механических напряжений в материале магнитопровода равна нулю. Магнитоупругие датчики позволяют измерять быстроизменяю-щиеся усилия. В этом случае датчик может питаться постоянным током, а величина выходного напряжения будет пропорциональна скорости изменения приложенного усилия, деформирующего сердечник. Магнитоупругий датчик, входящий в механизм сопутствующего контроля, преобразует энергию ультразвуковых колебаний, прошедших от инструмента через свариваемый материал в опору, в электрический сигнал, усиливаемый милливольтметром; последний имеет два усилительных каскада. 

Магнитоупругие датчики используются для измерения статических и переменных нагрузок. 

Магнитоупругие датчики применяются в основном для измерения больших усилий и измерения деформаций в деталях конструкций.

Магнитоупругие датчики применяются в нефтяной промышленности для измерения усилий при динамометрировании, для измерения веса бурового инструмента и других целей. 

Магнитоупругие датчики работают с теми же измерительными схемами, что и индуктивные датчики. 

Магнитоупругие датчики имеют ограниченный диапазон измеряемых усилий, в частности, на интересующих нагрузках характеристики известных магнитоупругих материалов находятся в области насыщения, это приводит к большим погрешностям преобразования. Магнитоупругие датчики находят все более широкое распространение в станках, оснащенных системами адаптивного управления. Принцип их действия основан на изменении магнитной проницаемости ферромагнитных материалов при изменении в них напряжений. Эти датчики обладают чувствительностью, близкой к полупроводниковым тензорезисторам, и могут быть выполнены в бесконтактном виде. 

Магнитоупругий датчик, воспринимающий вес транспортера и материала на нем, представляет собой сердечник, который при сжатии или растяжении в пределах упругости изменяет свои магнитные свойства. Обмотка сердечника и регулируемые сопротивления составляют два плеча измерительного моста. Два других плеча составляют выпрямители. При изменении веса материала на ленте изменяется величина упругой деформации сердечника, а следовательно, и его магнитная проницаемость. В результате появляется электрический импульс, приводящий в действие систему автоматического регулирования.

Магнитоупругие датчики используют эффект изменения магнитной проницаемости некоторых материалов при появлении в них механических напряжений и деформаций. От магнитной проницаемости магнитопровода, на который намотана обмотка, зависит индуктивное электрическое сопротивление этой обмотки. Если она включена в цепь тока, то изменение магнитной проницаемости при механическом воздействии в устройстве приведет к соответствующему изменению тока. Магнитоупругие датчики могут широко применяться в химической промышленности. 

Магнитоупругие датчики основаны на изменении магнитных свойств ферромагнитных сплавов при воздействии на них внешних сил.

Магнитоупругие датчики применяются в нефтяной промышленности для измерения усилий при динамометрпровании, для измерения веса бурового инструмента и других целей. 

Магнитоупругий датчик МД, входящий в блок сопутствующего контроля, преобразует энергию ультразвуковых колебаний, прошедших от инструмента через свариваемый материал в опору, в электрический сигнал, усиливаемый милливольтметром, который имеет два усилительных каскада. Переменное напряжение от датчика подводится через установочное сопротивление КУ2 к сетке первого триода усилителя ЭУ. На лицевой панели блока сопутствующего контроля расположена сигнальная лампа включения прибора.

Это емкостные, индуктивные, магнитоупругие датчики, различные модификации датчиков омического сопротивления: проволочные, контактного сопротивления - угольные, жидкостного сопротивления - электролитические. Сердечники магнитоупругих датчиков изготовляют из никеля и его сплавов с железом. У магнитоупругих датчиков сердечники могут выполняться сплошными или же наборными из пластин для уменьшения потерь. 

Действие магнитоупругих датчиков основано на использовании магнитоупругого эффекта, заключающегося в изменении магнитной проницаемости fi ферромагнитных материалов при возникновении в них упругих деформаций. Магнитоупругие датчики используют для измерения механических усилий, малых деформаций и обнаружения начала пластических деформаций. 

Исполнение магнитоупругого датчика веса и электродвигателя шестеренчатого насоса ШДПВ взрывозащищенное ВЗГ, блока автоматики и блока управления нормальное. 

Среди параметрических магнитоупругих датчиков имеется ряд конструкций с иногда значительными различиями в принципе действия. Границы между ними неопределенны и могут существовать переходные формы. 

В магнитоупругих датчиках переменной величиной является магнитная проницаемость сердечника индуктивной катушки.

В магнитоупругих датчиках, используемых в тензометрах, маг-нитопровод имеет отверстия, в которые наматываются обмотки. На рис. 6.18 показан магнитоупругий датчик с взаимно перпендикулярными обмотками. 

Были выбраны магнитоупругие датчики. Не уступая по чувствительности полупроводниковым тензодатчикам, они могут быть изготовлены очень большой жесткости, а конструкция и форма выходного сигнала позволяют использовать их в автоклавах для исследования влияния температуры и давления на изучаемые процессы. 

Дальнейшим развитием магнитоупругих датчиков можно считать магнитоанизатропные датчики, основным характеристикам которых и посвящено это сообщение. 

Принцип действия магнитоупругих датчиков основан на изменении магнитных свойств ферромагнитных материалов под действием механических сил. В простейшем из применяемых магнитоупругих преобразователей - торсиометре перекрестного типа, схема которого приведена на рис. IV-20, две обмотки с сердечниками П - образной формы расположены перпендикулярно друг другу и помещены у поверхности вала с зазором 2 - 3 мм. Одна из катушек питается переменным током. Поле этой катушки симметрично относительно сердечника второй ( измерительной) катушки. С появлением крутящего момента симметрия поля нарушается и в измерительной катушке возникает сигнал, пропорциональный приложенному моменту. Существенным недостатком магнитоупругих датчиков является их большая температурная погрешность. Этот тип датчиков используется при исследовании статических, знакопеременных и быстроизменяющихся нагрузок. Принцип действия магнитоупругих датчиков основан на изменении магнитных свойств ферромагнитных материалов под действием механических сил. В простейшем из применяемых магнитоупругих преобразователей - торсиометре перекрестного типа, схема которого приведена на рис. IV-20, две обмотки с сердечниками П - образной формы расположены перпендикулярно друг другу и помещены у поверхности вала с зазором 2 - 3 мм. Одна из катушек питается переменным током. Поле этой катушки симметрично относительно сердечника второй ( измерительной) катушки. С появлением крутящего момента симметрия поля нарушается и в измерительной катушке возникает сигнал, пропорциональный приложенному моменту. Принцип действия магнитоупругих датчиков основан на магнитоупругом эффекте - физическом явлении, проявляющемся в виде изменения магнитной проницаемости ферромагнитного материала в зависимости от механических напряжений в нем. Простота устройства магнитоупругих датчиков и отсутствие движущихся частей обеспечивает их высокую эксплуатационную надежность. Принцип действия магнитоупругих датчиков основан на магнитоупругом эффекте - физическом явлении, проявляющемся в виде изменения магнитной проницаемости ферромагнитного материала в зависимости от механических напряжений в нем. 

Для исследований приняты магнитоупругие датчики. Они могут быть изготовлены очень большой жесткости, а их конструкция и форма выходного сигнала позволяют использовать в автоклавах для исследования влияния температуры и давления на изучаемые процессы. 

Согласно [2, 3], магнитоупругие датчики обладают рядом достоинств и пригодны для использования в сложных условиях, когда необходима высокая надежность СУ в сочетании с большой мощностью выходного сигнала, практически не требующего усиления, при основной приведенной погрешности 0 5 %, причем в качестве чувствительного элемента могут служить гибкие тяговые элементы. 

Как правило, магнитоупругие датчики получают напряжение питания от сети с частотой 50 гц. Повышенная частота ( несколько кгц) применяется для датчиков с малым сечением сердечника: для датчиков, изображенных на фиг. 

Наиболее серьезным недостатком магнитоупругих датчиков является гистерезис, приводящий к несовпадению кривых нагру-жения и разгружения. 

Основной источник погрешностей магнитоупругих датчиков обусловлен гистерезисом магнита механическим. Эта погрешность может быть уменьшена до 1 - J % правил ыгым выбором материала и механич. 

Измерители давления с магнитоупругими датчиками МИД1 и МИД1А предназначены для непрерывного визуального контроля давления бурового раствора.

Отсюда следует, что магнитоупругие датчики в принципе могут применяться только совместно с соответствующими специфичными электрическими схемами. Поэтому магнитоупругие датчики различных изготовителей почти не взаимозаменяемы, даже по электрическим параметрам. 

Замкнутый магнитопровод броневого типа магнитоупругого датчика выполняется из сплавов типа пермаллой, обладающих повышенной магнитной проницаемостью, существенно зависящей от внутренних механических напряжений, действующих в сердечнике. Обмотка датчика помещается на среднем стержне сердечника. 

Последний эффект используется в магнитоупругих датчиках силы с электрически активным упругим элементом ( см. подразд. Только преобразователи с изменением формы магнитной цепи воспринимают изменение пути и пригодны для использования в датчиках с электрически неактивным преобразователем.