[其他]小力值磁彈性傳感器

無效

• 申請號: 87211278
• 申請日: 1987-10-14
• 公開（公告）號: CN87211278U
• 公開（公告）日: 1988-06-08
• 發明（設計）人: 史碩東;周賢;謝昭華
• 申請（專利權）人: 國家機械工業委員會上海工業自動化儀表研究所
• 主分類號: G01L1/12
• 分類號: G01L1/12
• 代理公司: 機械部上海工業自動化儀表研究所專利事務所
• 代理人: 吳寶根,歐陽堅

本實用新型是一種通過被測量力或重量引起材料導磁性質變化進行測量的傳感器，可廣泛應用于各工業部門力和重量的測量。

目前，小力值測量一般采用的磁彈性傳感器多為田字形的結構如圖1所示，在傳感器垂直相交的四條臂上分別繞有線圈構成一交流電橋，電橋的一端加上一定電壓，另一端為橋路的輸出。傳感器無外力作用時，電橋平衡，無信號輸出，當傳感器垂直臂上受到外力作用時，使電橋失去平衡，輸出電壓信號，此信號與所加外力（或重量）成正比。由于采用這種結構形式，根據力學原理，在垂直兩臂受到壓力時，在與相交的兩水平臂幾乎不受到拉力作用，因此，即使采用差動橋路，也不能消除或減小非線性誤差以及材料制造工藝和溫度等因素引起的誤差，使傳感器精度提高遇到困難。

本實用新型的目的為了克服田字形結構的磁彈性傳感器無自補償的缺點，設計出一種在結構上有自補償能力，能消除或減小非線性誤差及材料、溫度等引起的誤差。

為此目的，小力值磁彈性傳感器的導磁體是由中間為十字形四臂的園環硅鋼片粘結疊成，在四臂上繞有4組線圈，接成差動橋路。這樣，在垂直臂上受到壓力時，水平臂上受到拉力，根據鐵磁學理論，垂直方向導磁率下降，相對應線圈組成的兩橋臂電壓減小，而水平方向導磁率增加，相應兩橋臂上電壓增加，兩者變化相反，在輸出處疊加，使兩者非線性信號得到差動補償，并消除或減小材料、溫度變化引起的誤差。

本實用新型實施例結合附圖加以描述。

附圖1為田字形磁彈性傳感器結構原理圖；

附圖2為本實用新型小力值磁彈性傳感器外形示意圖；

附圖3為本實用新型小力值磁彈性傳感器結構原理圖；

附圖4為本實用新型小力值磁彈性傳感器差動橋路圖。

如圖2所示，小力值磁彈性傳感器，由中間為十字四臂的園環硅鋼片用膠水粘結而成導磁體1，其片數根據力值大小決定。如圖3所示中間十字形四臂2、4、6、8分別套上絕緣墊襯10，然后再相應繞上線圈3、5、7、9，將線圈3的頭和線圈5末端相接，線圈5的頭和線圈7的末端相接，線圈7的頭和線圈9的末端相接，線圈9的頭和線圈3的末端相接形成如圖4所示的差動橋路，橋路一端給以激磁電壓12。當導磁體1沒有外力P作用時，傳感器的輸出特性取決于中間十字形四臂上各繞組線圈3、5、7、9的初始磁特性和電參數值，相應線圈阻抗Z1×Z3＝Z2×Z4，電橋的輸出端11信號為零，當有外力P作用時，根據力學原理，導磁體1的2、6垂直臂受到壓力，在4、8水平臂上受到拉力，與壓力方向相應的線圈3和7輸出電信號和與拉力方向相應的線圈5和9輸出電信號在輸出端選加，使兩者非線性的信號得到差動補償，消除或減小了信號中非線性成份，另外，在傳感器工作過程中，由于溫度和其他因素引起磁性材料參數變化造成的傳感器誤差亦得到減小。

本實用新型的優點是消除或減小非線性誤差及溫度等因素引起的誤差，提高了傳感器的精度，經試驗證明在相同的力值范圍內精度從原來0.5％提高到0.3％，可廣泛用于各工業部門力值（或重量）的測量。