Датчик зусиль

Реферат: UA 85008 U UA 85008 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до вимірювальної техніки та може бути використана для вимірювання зусиль, ваги, тиску. Відомо датчик зусиль, що містить джерело магнітного поля, виконане у вигляді двох одиничних постійних магнітів, пристикованих один до одного однойменними полюсами, та розташоване між першою, другою парами ферочутливих елементів, між третьою, четвертою парами ферочутливих елементів, розміщених аналогічно у площині, перпендикулярній площині розташування першої та другої пар ферочутливих елементів, а вихідні обмотки кожної з чотирьох пар ферочутливих елементів увімкнені за диференціальною схемою та послідовно з'єднані одна з одною, причому перша та третя пари ферочутливих елементів розміщені відносно другої та четвертої пар ферочутливих елементів на відстані, що дорівнює довжині одиничного постійного магніту [див. патент України № 25510А, G01G 9/00, опубл. 30.10.1998]. Цей датчик зусиль обрано за прототип. Недоліком відомого датчика зусиль є те, що він має недостатню чутливість та точність вимірювання. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення датчика зусиль шляхом того, що його споряджено додатковою п'ятою парою ферочутливих елементів, розташованою з боку полюсів джерела магнітного поля, що завдяки додатковому вимірюванню вертикальних складових напруженості магнітного поля у зоні полюсів джерела магнітного поля дозволить підвищити чутливість датчика та покращити лінійність його метрологічної характеристики. Поставлена задача вирішується тим, що у датчику зусиль, що містить джерело магнітного поля, виконане у вигляді двох одиничних постійних магнітів, пристикованих один до одного однойменними полюсами, та розташоване між першою, другою парами ферочутливих елементів, між третьою, четвертою парами ферочутливих елементів, розміщених аналогічно у площині, перпендикулярній площині розташування першої та другої пар ферочутливих елементів, а вихідні обмотки кожної з чотирьох пар ферочутливих елементів увімкнені за диференціальною схемою та послідовно з'єднані одна з одною, причому перша та третя пари ферочутливих елементів розміщені відносно другої та четвертої пар ферочутливих елементів на відстані, що дорівнює довжині одиничного постійного магніту, згідно з корисною моделлю, у датчику застосовано додаткову п'яту пар ферочутливих елементів, розташовану з боку полюсів джерела магнітного поля, вихідні обмотки яких увімкнені за диференціальною схемою та послідовно з'єднані з вихідними обмотками першої-четвертої пар ферочутливих елементів. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено датчик зусиль, що містить джерело 1 магнітного поля, виконане у вигляді двох одиничних постійних магнітів, пристикованих один до одного однойменними полюсами та прикріплене до пружних елементів (не показано), першу пару 2, 3 ферочутливих елементів, другу пару 4, 5 ферочутливих елементів, вихідні обмотки яких з'єднано за диференціальною схемою, причому перша 2, 3 та друга 4, 5 пари ферочутливих елементів розташовані одна відносно іншої на відстані, що дорівнює довжині l одиничного постійного магніту, третю 6, 7 та четверту 8, 9 пари ферочутливих елементів, розташовані аналогічно в площині, перпендикулярній площині розміщення першої 2, 3 та другої 4, 5 пар ферочутливих елементів, п'яту 10, 11 пари ферочутливих елементів, вихідні обмотки яких також з'єднано за диференціальною схемою, розташовану з боку полюсів джерела 1 магнітного поля. При цьому кінці вихідних обмоток ферочутливих елементів 2 та 4 об'єднані, кінці вихідних обмоток ферочутливих елементів 6 та 8 також об'єднані, вихідні обмотки ферочутливих елементів 2-11 з'єднані послідовно, а початок вихідної обмотки ферочутливого елемента 5 та кінець вихідної обмотки ферочутливого елемента 11 підключено до підсилювача pz. Вертикальні складові напруженості поля джерела 1 магнітного поля Нв1 - Нв10 мають діапазони лінійності, довжина яких приблизно дорівнює довжині одиничного магніту. Датчик зусиль працює наступним чином. При зусиллі pz = 0 перша 2, 3 - четверта 8, 9 пари ферочутливих елементів розташовані на магнітних нейтралях k-k, m-m, b-b, d-d одиничних магнітів, а п'ята 10, 11 пара ферочутливих елементів розташована у середині піддіапазонів лінійності вертикальних складових напруженостей поля Hв9, Hв10 джерела 1 магнітного поля, при цьому на вихідних обмотках кожного з ферочутливих елементів 2-9 сигнали будуть дорівнювати нулю, на вихідних обмотках кожного з ферочутливих елементів 10, 11 сигнали по величині будуть однаковими, тому на вході підсилювача рz сумарний сигнал буде також дорівнювати нулю. При зусиллі рz ≠ 0 джерело 1 магнітного поля зміщується вздовж ферочутливих елементів 211 на відстань, пропорційну pz. У цьому випадку на вихідних обмотках кожного ферочутливого елемента 2-11 з'являться однакові за величиною прирости сигналів, при цьому сумарний 1 UA 85008 U сигнал, пропорційний зусиллю pz і який подається до підсилювача pz, буде вдесятеро перевищувати величину приросту сигналу одного з ферочутливих елементів 2-11. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 Датчик зусиль, що містить джерело магнітного поля, виконане у вигляді двох одиничних постійних магнітів, пристикованих один до одного однойменними полюсами, та розташоване між першою, другою парами ферочутливих елементів, між третьою, четвертою парами ферочутливих елементів, розміщених аналогічно у площині, перпендикулярній площині розташування першої та другої пар ферочутливих елементів, а вихідні обмотки кожної з чотирьох пар ферочутливих елементів увімкнені за диференціальною схемою та послідовно з'єднані одна з одною, причому перша та третя пари ферочутливих елементів розміщені відносно другої та четвертої пар ферочутливих елементів на відстані, що дорівнює довжині одиничного постійного магніту, який відрізняється тим, що у датчику застосовано додаткову п'яту пару ферочутливих елементів, розташовану з боку полюсів джерела магнітного поля, вихідні обмотки яких увімкнені за диференціальною схемою та послідовно з'єднані з вихідними обмотками першої-четвертої пар ферочутливих елементів. 2 UA 85008 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3