2020-09-24
121
В магнитоупругих преобразователях (МУП) используется магнитоупругий эффект, который проявляется в той или иной степени у всех ферромагнитных материалов. Магнитоупругий эффект заключается в изменении магнитных свойств ферромагнитных материалов под действием упругих механических напряжений. Малые упругие деформации ферромагнитного тела вызывают значительные изменения его магнитных свойств.
Существует и обратное явление: ферромагнитное тело, внесённое в магнитное поле, изменяет свои размеры: т.е., внешнее магнитное поле вызывает механические деформации ферромагнитного тела. Изменение формы и размеров ферромагнитного тела при намагничивании носит название магнитострикционного эффекта.
У материала с положительной магнитострикцей под действием упругих растягивающих напряжений магнитная проницаемость увеличивается, а под действием сжимающих напряжений уменьшается; у материалов с отрицательным коэффициентом магнитострикции – наоборот. Различные ферромагнитные материалы неодинаково реагируют на внешние механические усилия: растяжение, сжатие, скручивание. Хорошими магнитоупругими свойствами обладают железоникелевые и железокобальтовые сплавы, а также кремнистые трансформаторные стали при их работе на сжатие.
|
|
|
На рис. 2.16 приведены снятые при механических напряжениях растяжения σ кривые намагничивания никеля, имеющего отрицательный коэффициент магнитострикции, и пермаллоя, имеющего положительный коэффициент
 |
магнитострикции. Из кривых видно, что у никеля под действием механических напряжений происходит уменьшение магнитной индукции В.
кривая намагничивания пермаллоя под действием механических напряжений приобретает прямоугольную форму, что свидетельствует о росте магнитной проницаемости. Индукция насыщения остается без изменения.
Магнитоупругие преобразователи могут работать как дроссельные преобразователи (переменные индуктивные сопротивления, величина которых определяется приложенным к сердечнику механическим усилием), и как трансформаторные преобразователи (переменная взаимная индуктивность между обмотками). Формирование выходного сигнала происходит так же, как в рассмотренных выше индуктивных и трансформаторных преобразователях перемещения.
Магнитоупругие преобразователи применяют:
- для измерения больших давлений (больше 10 Н/мм2, или 100 кГ/см2), так как они непосредственно воспринимают давление и не нуждаются в дополнительных преобразователях;
- для измерения силы (крутящего момента). В этом случае предел измерения прибора определяется площадью магнитоупругого преобразователя.
Магнитоупругие преобразователи имеют собственную частоту до 20...50 кГц, поэтому могут измерять динамические силы с частотой до 10 кГц.
