Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике, в частности к магнитоупругим преобразовател м механических величин в электричеакий сигнал, и используетс при измерении механических усилий (раст жени , сжати и т.п.) в дистанционных системах автоматического контрол , например контрол усили нажима валков -в технических лини х проката (толщина менее 0,1 мм Цель изобретени повышение чувствительности датчика. На фиг.1 показаны зависимости A(t) дл сердечника марки 6000 НМ при частоте 10 кГц (крива 1 соответствует давлению , а крива 2 ,5 МПа), на фиг. 2 - конструктивна схема предлагаемого датчика. Магнитоупруг1 й датчик давлени состоит из ферритового сердечника 1 с обмоткой 2 возбуждени и металлическими экранами 3. На ферритовый сердечник давление передаетс через стержень 4, выполненный из окиси алюмини , проход щий через отверсти в верхней крышке 5 термостата 6. Се дечник 1 с обмотками 2 возбуждени и экранами 3 закреплен в корпусетермостате 6 с помощью болтов 7, проход щих через платформу 8 в виде текстолитовой прокладки. Друга текстолитова прокладка установлена под стержнем 4 дл равномерной передачи давлени от стержн 4 на сердеч ник 1. Термостат снабжен нагреватель ным элементом 9 и термопарой 10. Предлагаема конструкци магнитоупругого датчика давлени , чувствительный элемент которой выполнен из высокопроницаемого феррита марки 6000 НМ, при использовании в качеств датчика механического давлени обеспечивает вы вление нового свойства, а именно повышенной чувствительности вследствие резонансного спада магнит ной проницаемости феррита вследствие возбуждени феррита при возбуждении естественного ферромагнитного резонанса . Установлена возможность измерени давлени по резонансному измерению величин магнитной проницаемости JK сердечника (зависимость (К от t им ет вид, показанный на фиг.1) и вы в лено, что при частоте поЛ возбужде ни 10 кГц и отсутствии внешних пол в магнитном экранированном элементе при температуре, близкой к температуре фазового перехода феррита, в нагруженном сердечнике возникает вление естественного ферромагнитного резонанса , наблюдаетс спад величины |и, а следовательно, и изменение индуктивности обмотки возбуждени и тока в ней. При этом требуема температура поддерживаетс с помощью термостата . Изменение магнитной проницаемости на участке спада f сп j соответствующее какому-то заданному изменению давлени ар, и отнощение 4|U -р/др резко возрастает по сравнению с и & fl/ /лр до участка спада (фиг.1). Следствием вл етс повышение тензочувствительности датчика давлени до 10% на 1 Ша. Термостат выполнен из пенопластового цилиндра 900-700500 мм, ограниченного металлической крышкой, сердечник - в виде цилиндра 12,05,0 х5,5 мм из магнитом гкого феррита марки 6000 НМ, стержень - из алюминиевых сплавов, платформа и прокладки из текстолита, обмотка сердечника намотана проводом ПЭЛШО диаметром 0,2 мм (50 витков), экран сердечника бьт выдавлен из медной фольги толщиной 0,2 мм. Перед началом работы проводитс калибровка датчика, дл чего в термостате устанавливают температуру на 5° ниже температуры фазового перехода, на обмотку возбуждени по-дают ток с частотой, равной частоте естественного ферромагнитного резонанса сердечника. К стержню прикладывают известные механические усили Р(, Р, Р и т.д. При изменении уси-, ЛИЯ измен етс магнитна проницаемость сердечника, что приводит к изменению полного электрического сопротивлени R обмотки. Полученна зависимость полного электрического сопротивлени от приложенного известного механического усили Р , Pj, Pj и т.д. вл етс калибровочной кривой дл данного типа датчиков. Калибровка датчика показала, что изменение нагрузки на 1 Н соответствует изменению полного электрического сопротивлени обмотки на 10%. Магнитоупругий датчик давлени работает следующим образом. В термостате поддерживаетс тем;пература 110 ±0,5°С, на обмотку 2 возбуждени подают ток с частотой.The invention relates to instrumentation engineering, in particular, to magnetoelastic converters of mechanical quantities into an electrical signal, and is used in measuring mechanical forces (stretching, compressing, etc.) in remote systems of automatic control, for example, control of force of rolls technical lines for rolling (thickness less than 0.1 mm) 2, 5 MPa), Fig. 2 is a structural diagram of the sensor proposed. The magnetoelastic pressure sensor consists of a ferrite core 1 with excitation winding 2 and metal screens 3. Pressure is transmitted to the ferrite core through a rod 4 made of alumina, passing through the holes in the upper lid 5 of the thermostat 6. The lath 1 with the excitation windings 2 and the shields 3 is fixed in the thermostat 6 with the help of bolts 7 passing through the platform 8 in the form of a textolite pad. Another textolite gasket is installed under the rod 4 for uniform transfer of pressure from the rod 4 to the core 1. The thermostat is equipped with a heating element 9 and a thermocouple 10. The proposed design of a magnetoelastic pressure sensor, the sensitive element of which is made of high permeable 6000 NM ferrite, when used as A mechanical pressure sensor provides detection of a new property, namely, an increased sensitivity due to the resonant decrease in the magnetic permeability of ferrite due to ferrite excitation at excitation natural ferromagnetic resonance. The possibility of measuring pressure by resonant measurement of the magnetic permeability of the core JK (dependence (K on t has the form shown in Fig. 1)) has been established, and it was found that at the LL frequency not 10 kHz and no external field in the magnetic shielded element at a temperature close to the phase transition temperature of ferrite, in the loaded core, a natural ferromagnetic resonance occurs, a decrease in the magnitude of | and, consequently, a change in the inductance of the excitation winding and current in it is observed. volume required temperature is maintained using a thermostat.The change in magnetic permeability in the decay f f j j corresponds to some given pressure change ap, and the ratio 4 | U – p / other rises sharply compared with and fl / / l to the decay site (Fig. 1) .The consequence is an increase in the pressure sensitivity of the pressure sensor to 10% per 1 Sha. The thermostat is made of a 900-700500 mm foam cylinder bounded by a metal cap, the core is in the form of a 12.05.0 x5.5 mm cylinder from a magnet lactic ferrite grade 6000 NM, the rod is made of alum The original alloys, the PCB platform and gaskets, the core winding is wound with a PELSHO wire with a diameter of 0.2 mm (50 turns), the core screen is extruded from copper foil 0.2 mm thick. Before starting the operation, the sensor is calibrated, for which the thermostat is set to a temperature 5 ° below the phase transition temperature, a current is applied to the field winding with a frequency equal to the frequency of the natural ferromagnetic resonance of the core. A known mechanical force P (, P, P, etc.) is applied to the rod. When the force changes, the magnetic permeability of the core changes, which leads to a change in the electrical resistance R of the winding. The resulting dependence of the electrical resistance on the applied known mechanical force P , Pj, Pj, etc. is the calibration curve for this type of sensor. Sensor calibration showed that a change in load of 1 N corresponds to a change in the electrical impedance of the winding by 10%. s pressure sensor operates as follows: In an oven maintained order;. 110 perature ± 0,5 ° C, the winding drive 2 is supplied with the current frequency.
равной частоте естественного ферромагнитного резонанса феррита, к стержню А прикладывают измер емое механическое усилие. Приложенное к сердечнику измер емое усилие Р обусловливает возникновение в нем механических напр жений d , которые вблизи температуры фазового перехода определ ют выравнивание внутреннего эффективного пол анизотропии с частотой возбуждени переменного электромагнитного пол (эффект естественного ферромагнитного резо1822864equal to the frequency of the natural ferromagnetic resonance of the ferrite, the measured mechanical force is applied to the rod A. The measured force P applied to the core causes the appearance of mechanical stresses d in it, which, near the phase transition temperature, determine the alignment of the internal effective anisotropy field with the excitation frequency of the alternating electromagnetic field (effect of natural ferromagnetic resonance).
нанса), вызывающих резонансное изменение величины магнитной проницаемости .сердечника И, соответственно, изменение полного электрического сопротивлени катушки и тока в ней.), causing a resonant change in the magnetic permeability of the core and, respectively, a change in the impedance of the coil and the current in it.
Величина полного электрического сопротивлени определ етс с помощью прибора типа Е12-2. Сопоставл измеренную величину полного электрического сопротивлений с калибровочной кривой указанного датчика, определ ют величину измер емого механического усили . The impedance value is determined with an E12-2 instrument. Compared the measured value of the total electrical resistance with the calibration curve of the specified sensor, the value of the measured mechanical force is determined.