JPS6051050B2 - 荷重検出装置 - Google Patents
荷重検出装置Info
- Publication number
- JPS6051050B2 JPS6051050B2 JP53067203A JP6720378A JPS6051050B2 JP S6051050 B2 JPS6051050 B2 JP S6051050B2 JP 53067203 A JP53067203 A JP 53067203A JP 6720378 A JP6720378 A JP 6720378A JP S6051050 B2 JPS6051050 B2 JP S6051050B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- loss
- load
- probe
- detection device
- Prior art date
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- Expired
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- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、機械構造物などに加わる荷重の大きさを、磁
気的に測定する装置に関する。
気的に測定する装置に関する。
強磁性体に加わる応力によつてその磁気特性が変化する
現象は古くから知られている。
現象は古くから知られている。
鉄系合金の場合には、磁化方向に引張り応力が加われば
透磁率が増加し、一方圧縮応力が加われば透磁率が減少
する。この現象を応用すれば透磁率変化を測定して加え
られた応力が測定できる。従来の磁気的な荷重検出装置
は、このような応力と透磁率との関係を応用している。
このような荷重検出装置は、その磁気回路が閉じている
ことが要求される。
透磁率が増加し、一方圧縮応力が加われば透磁率が減少
する。この現象を応用すれば透磁率変化を測定して加え
られた応力が測定できる。従来の磁気的な荷重検出装置
は、このような応力と透磁率との関係を応用している。
このような荷重検出装置は、その磁気回路が閉じている
ことが要求される。
なぜなら、磁気回路中に空隙があれば次のような難点が
あるためである。即ち空隙の大きさがわずかであつても
、励磁電流によるアンペアターンのうちの大きな部分が
この空隙に消費される。空隙長のばらつきは透磁率の誤
差となるため、空隙長を一定に保つことが必要である。
また空隙長一定に管理できた場合であつても、荷重によ
つて変化する量は、空隙を含めた全磁気回路のアンペア
ターンのうちで強磁性体内部のアンペアターンのみであ
るから、計測される透磁率の変化量は小さく、精密な測
定はむずカルい。本発明は上記の欠点に鑑みてなされた
もので、その目的は、磁気回路中に空隙があつても、荷
重を精度よく求められる磁気的検出装置を得ることにあ
る。
あるためである。即ち空隙の大きさがわずかであつても
、励磁電流によるアンペアターンのうちの大きな部分が
この空隙に消費される。空隙長のばらつきは透磁率の誤
差となるため、空隙長を一定に保つことが必要である。
また空隙長一定に管理できた場合であつても、荷重によ
つて変化する量は、空隙を含めた全磁気回路のアンペア
ターンのうちで強磁性体内部のアンペアターンのみであ
るから、計測される透磁率の変化量は小さく、精密な測
定はむずカルい。本発明は上記の欠点に鑑みてなされた
もので、その目的は、磁気回路中に空隙があつても、荷
重を精度よく求められる磁気的検出装置を得ることにあ
る。
以下本発明を、第１図および第２図に示す一実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
第１図は磁気回路に関する構成図で、荷重下の加えられ
る強磁性体１の表面に、Ｕ字形の磁心２ａに、１次およ
び２次コイル２ｂを巻いて構成したプローブ２を当てて
磁路を形成する。プローブの磁心２ａと強磁性体１との
接触には、ごくわずかに空隙が介在するのが普通である
。ヨ 第２図は、本発明の磁気的荷重検出装置のブロッ
ク図である。
る強磁性体１の表面に、Ｕ字形の磁心２ａに、１次およ
び２次コイル２ｂを巻いて構成したプローブ２を当てて
磁路を形成する。プローブの磁心２ａと強磁性体１との
接触には、ごくわずかに空隙が介在するのが普通である
。ヨ 第２図は、本発明の磁気的荷重検出装置のブロッ
ク図である。
発振器３により発生した交流電圧は、電力増巾器４にて
増巾されて、プローブ２の１次コイルに供給される。２
次コイルに誘起された電圧は、電圧計５で検出され、電
圧値が所定の・大きさとなるように増巾器に帰還される
。
増巾されて、プローブ２の１次コイルに供給される。２
次コイルに誘起された電圧は、電圧計５で検出され、電
圧値が所定の・大きさとなるように増巾器に帰還される
。
プローブの１次電流と２次電圧とは、電力計６に接続さ
れて磁気損失が測定される。損失値は演算回路７におい
て、あらかじめ求めておいた荷重と損失との関係を用い
て、荷重の大きさに換算され、指示計８に指示される。
次に、本発明の荷重検出装置の動作について説明する。
れて磁気損失が測定される。損失値は演算回路７におい
て、あらかじめ求めておいた荷重と損失との関係を用い
て、荷重の大きさに換算され、指示計８に指示される。
次に、本発明の荷重検出装置の動作について説明する。
いま磁性体に一定量の交流磁束が流れる場合を考える。
透磁率が高ければ磁束は強磁性体の表面部分のみに流れ
、深くまで浸透しないが、透磁率が減少すれば、うず電
流反作用が減少し、磁束の浸透深さはより大きくなる。
強磁性体内の磁束分布が変化すれば、損失も変化する。
この場合損失Ｐには次式のような関係がある。ここでｆ
は周波数、σは導電度、μは透磁率である。
透磁率が高ければ磁束は強磁性体の表面部分のみに流れ
、深くまで浸透しないが、透磁率が減少すれば、うず電
流反作用が減少し、磁束の浸透深さはより大きくなる。
強磁性体内の磁束分布が変化すれば、損失も変化する。
この場合損失Ｐには次式のような関係がある。ここでｆ
は周波数、σは導電度、μは透磁率である。
この式は、透磁率の減少にしたいが、損失が増加するこ
とを示している。このときの透磁率は空隙を含めた見か
けの透磁率ではなく、強磁性体の値であるから、空隙が
あつても損失の大きさに果響しない。加えられた荷重の
ため強磁性体に応力が生じ、透磁率が変化することによ
つて損失も変化するため、損失変化を読み取ることによ
つて荷重の大きさを知ることができる。
とを示している。このときの透磁率は空隙を含めた見か
けの透磁率ではなく、強磁性体の値であるから、空隙が
あつても損失の大きさに果響しない。加えられた荷重の
ため強磁性体に応力が生じ、透磁率が変化することによ
つて損失も変化するため、損失変化を読み取ることによ
つて荷重の大きさを知ることができる。
本発明において測定される損失は、プローブ磁心および
応力が生じる強磁性体の２ケ所で発生するが、プローブ
磁心として低損失材料をえらべば、応力が生じた強磁性
体て発生する損失がほとんど全体の値となり、感度を上
げることができる。
応力が生じる強磁性体の２ケ所で発生するが、プローブ
磁心として低損失材料をえらべば、応力が生じた強磁性
体て発生する損失がほとんど全体の値となり、感度を上
げることができる。
第３図は損失変化率と応力との関係を示すもので、これ
は強磁性体に引張り荷重を与え、プローブは第１図とは
異つて直角方向に当てた場合の特性である。
は強磁性体に引張り荷重を与え、プローブは第１図とは
異つて直角方向に当てた場合の特性である。
第３図に於いてＡは軟鋼、Ｂは合金鋼の場合の特性であ
る。又Ｃはそれぞれの材料の塑性変形範囲を示す。直角
方向にはポアソン比にしたがつて圧縮応力が生じ損失は
増加する。損失変化率と応力とは弾性域内では直線関係
にあり、損失と荷重との換算は容易てある。プローブの
向きを回転させれば、応力の方向も知ることができる。
る。又Ｃはそれぞれの材料の塑性変形範囲を示す。直角
方向にはポアソン比にしたがつて圧縮応力が生じ損失は
増加する。損失変化率と応力とは弾性域内では直線関係
にあり、損失と荷重との換算は容易てある。プローブの
向きを回転させれば、応力の方向も知ることができる。
第４図は本発明のトルク測定への応用例である。
強磁性体の回転軸９の表面にプローブ２を近接させ、表
面の応力を測定すればトルクを知ることができる。図で
は主力の方向に磁化するためプローブを斜めに取付けて
いるが、圧縮応力の影響が引張応力の影響より大きいの
で、軸と直角あるいは平行にしてもよく、このときトル
クにしたがつて損失は増加する。以上述べたように本発
明の装置を用いることによつて磁気回路中に空隙を含む
場合においても、荷重の大きさを磁気的に精度よく測定
することができる。
面の応力を測定すればトルクを知ることができる。図で
は主力の方向に磁化するためプローブを斜めに取付けて
いるが、圧縮応力の影響が引張応力の影響より大きいの
で、軸と直角あるいは平行にしてもよく、このときトル
クにしたがつて損失は増加する。以上述べたように本発
明の装置を用いることによつて磁気回路中に空隙を含む
場合においても、荷重の大きさを磁気的に精度よく測定
することができる。
第１図は磁気回路の１例を示す斜視図、第２図は本発明
の一実施例のブロック図、第３図は本発明による装置の
特性曲線図、第４図はトルク測定へ応用した斜視図であ
る。 １・・・・・・強磁性体、２・・・・・・プローブ、２
ａ・・・・・・プローブ磁心、２ｂ・・・・・・プロー
ブの１次・２次コイル、３・・・・・・発振器、４・・
・・・・電力増巾器、５・・・・・・電圧計、６・・・
・・・電力計、７・・・・・・演算回路、８・・・・・
・指示計。
の一実施例のブロック図、第３図は本発明による装置の
特性曲線図、第４図はトルク測定へ応用した斜視図であ
る。 １・・・・・・強磁性体、２・・・・・・プローブ、２
ａ・・・・・・プローブ磁心、２ｂ・・・・・・プロー
ブの１次・２次コイル、３・・・・・・発振器、４・・
・・・・電力増巾器、５・・・・・・電圧計、６・・・
・・・電力計、７・・・・・・演算回路、８・・・・・
・指示計。
Claims (1)
- １ 磁心に１次コイルおよび２次コイルを巻付けて形成
し被検体に当接されるプローブと、前記１次コイルに交
流電流を供給する給電部と、前記２次コイルに誘起する
電圧を検出し前記給電部に帰還する電圧計と、前記交流
電流の値と前記電圧の値とを入力して被検体の交流磁気
損失からその荷重を算出し表示する計測表示部とを備え
たことを特徴する荷重検出装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53067203A JPS6051050B2 (ja) | 1978-06-06 | 1978-06-06 | 荷重検出装置 |
| GB7918913A GB2022268B (en) | 1978-06-02 | 1979-03-31 | Stress measuring apparatus |
| US06/041,884 US4279163A (en) | 1978-06-02 | 1979-05-23 | Stress measuring apparatus |
| DE2922256A DE2922256C2 (de) | 1978-06-02 | 1979-05-31 | Vorrichtung zur Messung einer mechanischen Spannung |
| CH515979A CH640054A5 (de) | 1978-06-02 | 1979-06-01 | Vorrichtung zum messen von mechanischen spannungen und verwendung derselben. |
| CA000328957A CA1117596A (en) | 1978-06-02 | 1979-06-01 | Stress measuring apparatus |
| SE7904806A SE437886B (sv) | 1978-06-02 | 1979-06-01 | Apparat for metning av en mekanisk spenning i ett ferromagnetiskt foremal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53067203A JPS6051050B2 (ja) | 1978-06-06 | 1978-06-06 | 荷重検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54158978A JPS54158978A (en) | 1979-12-15 |
| JPS6051050B2 true JPS6051050B2 (ja) | 1985-11-12 |
Family
ID=13338105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53067203A Expired JPS6051050B2 (ja) | 1978-06-02 | 1978-06-06 | 荷重検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6051050B2 (ja) |
-
1978
- 1978-06-06 JP JP53067203A patent/JPS6051050B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54158978A (en) | 1979-12-15 |
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