Claims (2)
Изобретение относитс к измерител ной технике, в частности к магнитоуп ругим датчикам и может быть использо вано дл измерени механических напр жений в ферромагнитных материалах. Известны магнитоупругие датчики механических напр жений, содержащие магнитопррвод с намагничивающей и измерительными обмотками. Эти датчики накладываютс на исследуемую конструкцию . Они калибруютс по заранее выбранному эталону и основаны на использовании зависимости величины магнитной анизотропии от приложенных напр жений 13Однако эти датчики не обеспечивают достаточной точности измерений при измерении механических напр жет НИИ, так как в различных участках металлоконструкций, вследствие различной магнитрупорной чувствительности , могут иметь место неодинаковые показани при одних и тех же напр жени х . При этом необходимо датчик каждый раз зановр калибровать. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс магнитоупругий датчик механических напр жений, содержащий магнитопровод с намагничивающей и измерительными обмотками, ультразвуковой излучатель, размещенный между полюсами магнитопровода и индукционную катушку, охватывающую ультразвуковой излучвтель 23. Однако этот датчик также не обеспечивает достаточной точности измерени вследствие отсутстви надежного акустического контакта при возбуждении калиброванного механического напр жени . Цель изобретени - повышение точности измерени без предварительной калибровки в издели х с различной чистотой обработки поверхности. Цель изобретени достигаетс тем, то магнитоупорный датчик снабжен онцентратором акустических колебаНИИ . выполненным в виде стержн пере менногр сечени , охватываемого индук ционной катушкой, один конец которог жестко св зан q изпучателем, а друго выполнен со сферической или конической поверхностью. На фиг. 1 изображена блок-схема датчика; на фиг. 2 - его принципиальна схема. Магнитоупругий датчик содержит магнитопровод 1, выполненный в виде двух П-образных частей, расположенных крестообразно, на которых размещены намагничивающие обмотки 2 и 3 и измерительные обмотки и 5. Между полюсами магнитопровода 1 размещён ультразвуковой излучатель 6, подключенный к генератору. Датчик снабжен концентратором 8, который выполнен в виде стержн переменного сечени , охватываемого индукционной катушкой 9, один конец которого жест 1ко св зан с излучателем 6, а другой (выполнен со сферической или конической поверхностью. Полюса магнитопровода 1 расположены у поверхности провер емого издели 10 взаимно перпендикул рно друг к другу. Измерительные обмотки А и 5 соединены так, что возникающие в них ЭДС компенсируют друг дру га. Индукционна катушка 9 содержит большое число витков и напр жение с нее через переключатель 11 подаетс на измерительный прибор 12. Переменное сопротивление 13 подключено к измерительным обмоткам А и 5. Датчик работает следующим образом Он помещаетс на выбранное место детали 10, 1включаетс 1 генератор 7, питгющий ультразвуковой излучатель 6 и переключателем 11 включаетс посто нный ток е одну из намагничивающих обмоток 3« При некотором токе в намагничивающей обмотке 3 ЭДС, возникающа в индукционной катушке Э, достигает максимума. Значение этой ЭДС при посто нной амплитуде колебаний излучател 6 вл етс мерой магнитоупругой чувстдительнос ти1 Затем генератор 7 выключаетс и намагничивающие обмотки 2 и 3 под ключаютс к источнику переменного т ка. Переменным сопротивлением 13 пр ненагруженном эталонном образце устанавливаетс нуль датчика. После этого образец нагружаетс . Вследствие по вившейс в металле магнитной анизотропии, вызванной упругими 9 . , 4 напр )кени ми, происходит разбаланс в измерительных обмотках и 5 и на выходе датчика по вл етс ЭДС. Измерение напр жений в любой ферромагнитной конструкции определ етс путем наложени настроенного датчика на выбранйое место. При этом измер емое механическое напр жение определ етс по формуле :. 1о 6 где б измер емое механическое напр жение в металлоконструкции; ЭДС на выходе датчика при приложенном напр жении; ЭДС в индукционной катушке эталонного и испытываемого образца соответственно; коэффициент пропорциональности , определ емый с помощью эталонного образца. Устройство позвол ет примен ть магнитоупругие датчики дл измерений без их предварительной лабораторной калибровки по конкретным видам стали, т.е..дает возможность использоватъ датчики такого типа не только в лабораторных услови х, но и в производстве . Формула изобретени Магнитоупругий датчик механических напр жений, содержащий магнитопровод с намагничивающей и измерительными обмотками, ультразвуковой излучатель , размещенный между полюсами магнитопровода,. и индукционную катушку , отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени без предварительной калибровки в издели х с различной чистотой обработки поверхности, он снабжен концентратором акустических колебаний , выполненнымв виде стержн переменного сечени , обхватываемого индукционной катушкой, один конец ; которого жестко св зан с излучателем, а другой выполнен со сферической или конической поверхностью. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 В 7/2, 1970. The invention relates to a measuring technique, in particular to magnetoresistant sensors, and can be used to measure mechanical stresses in ferromagnetic materials. Magnetoelastic mechanical stress sensors are known that contain a magnetodisk with magnetizing and measuring windings. These sensors are superimposed on the structure under study. They are calibrated according to a preselected standard and are based on using the dependence of the magnitude of magnetic anisotropy on applied voltages. However, these sensors do not provide sufficient measurement accuracy when measuring mechanical stresses of scientific research institutes, as in different parts of the metalwork, due to different magnetic brittle sensitivity, there may be unequal readings with the same voltage. At the same time it is necessary to calibrate the sensor every time. The closest to the invention to the technical essence is a magnetoelastic mechanical stress sensor containing a magnetic circuit with magnetizing and measuring windings, an ultrasonic emitter placed between the poles of the magnetic circuit and an induction coil covering the ultrasonic emitter 23. However, this sensor also does not provide sufficient measurement accuracy due to the absence reliable acoustic contact when a calibrated mechanical voltage is excited. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy without prior calibration in products with different surface finish. The purpose of the invention is achieved by the fact that the magneto-resistant sensor is equipped with an acoustic oscillation center. made in the form of a rod with an alternating cross section covered by an induction coil, one end of which is rigidly connected with a guide and the other is made with a spherical or conical surface. FIG. 1 shows a block diagram of a sensor; in fig. 2 - its basic scheme. The magnetoelastic sensor contains a magnetic core 1, made in the form of two U-shaped parts arranged crosswise, on which magnetizing windings 2 and 3 and measuring windings and 5 are placed. Between the poles of the magnetic circuit 1 is placed an ultrasonic emitter 6 connected to a generator. The sensor is equipped with a hub 8, which is made in the form of a variable cross-section rod, covered by an induction coil 9, one end of which is 1kly connected to the radiator 6 and the other (made with a spherical or conical surface. The poles of the magnetic circuit 1 are located at the surface of the tested product 10 mutually perpendicular to each other. Measuring windings A and 5 are connected so that the EMF arising in them compensates each other. Induction coil 9 contains a large number of turns and voltage from it through switch 11 under It is connected to the measuring device 12. The variable resistance 13 is connected to the measuring windings A and 5. The sensor works as follows. It is placed on the chosen location of the part 10, 1 turns on 1 generator 7, which feeds the ultrasonic emitter 6 and switches 11 to turn on the direct current on one of the magnetizing windings 3 "At a certain current in the magnetizing winding 3, the EMF arising in the induction coil E reaches a maximum. The value of this EMF at a constant amplitude of oscillation of the radiator 6 is a measure of the magnetoelastic nose ti1 generator 7 is then turned off and the magnetizing winding 2 and 3 under klyuchayuts to the variable r ka source. By variable resistance 13 on the unloaded reference sample, the sensor zero is set. After that, the sample is loaded. Owing to the magnetic anisotropy induced in the metal, caused by elastic 9. , 4 for example, an imbalance occurs in the measuring windings and 5 and an emf appears at the output of the sensor. The measurement of stresses in any ferromagnetic design is determined by superposing the tuned sensor to a selected location. In this case, the measured mechanical stress is determined by the formula:. 1o 6 where b is the measured mechanical stress in the metalwork; EMF at the output of the sensor with the applied voltage; EMF in the induction coil of the reference and test sample, respectively; coefficient of proportionality, determined using a reference sample. The device allows the use of magnetoelastic sensors for measurements without prior laboratory calibration for specific types of steel, i.e., makes it possible to use sensors of this type not only in laboratory conditions, but also in production. The invention is a magnetoelastic sensor of mechanical stresses containing a magnetic core with magnetizing and measuring windings, an ultrasonic emitter placed between the poles of the magnetic core. and an induction coil, characterized in that, in order to improve measurement accuracy without prior calibration in products with different surface finish, it is equipped with an acoustic oscillation concentrator, made in the form of a variable cross-section rod grasped by the induction coil, one end; which is rigidly connected with the radiator, and the other is made with a spherical or conical surface. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate number, cl. G 01 B 7/2, 1970.
2.Авторское свидетельство СССР № 7Н180, кл. G 01 L 1/12, 1978 ( прототип).2. USSR Author's Certificate No. 7Н180, cl. G 01 L 1/12, 1978 (prototype).
Фиг. 1FIG. one