压磁式测力装置的原理
仪器仪表网 · 2012-12-14 09:29 · 53697 次点击
某些铁磁材料受到外力作用时,引起导磁率变化现象,称作压磁效应。其逆效应称作磁致伸缩效应。硅钢受压缩时,其导磁率沿应力方向下降,而沿应力的垂向增加;在受拉伸时,导磁率变化正好相反。如果在硅钢叠片上开有4个对称的通孔,孔中分别绕有互相垂直的两个线圈,如压磁元件工作原理,一个线圈为励磁绕组,另一个为测量绕组。无外力作用时,磁力线不和测量绕组交链,测量绕组不产生感应电势。当受外力作用时,磁力线分布发生变化,部份磁力线和测量绕组交链,并在绕组中产生感应电势,且作用力愈大,感应电势愈大。
测量力时可以直接在被测对象上布片组桥,也可以在弹性元件上布片组桥,使力通过弹性元件传到应变片。常用的弹性元件有柱式、梁式、环式、轮辐等多种形式。
柱式弹性元件通过柱式弹性元件表面的拉(压)变形测力。应变片的粘贴和电桥的连接应尽可能消除偏心和弯矩的影响,一般将应变片对称地贴在应力均匀的圆柱表面中部。柱式力传感器可以测量0.1~3000吨的载荷,常用于大型轧钢设备的轧制力测量。
梁式弹性元件类型有等截面梁、等强度梁和双端固定梁等,通过梁的弯曲变形测力,结构简单,灵敏度较高。
环式弹性元件分为圆环式和八角环式。它也是通过元件的弯曲变形测力,结构较紧凑。实际应用如切削测力仪。
轮辐式弹性元件轮幅式弹性元件受力状态可分为拉压、弯曲和剪切。前两类测力弹性元件经常采用,精度和稳定性已达到一定水平,但是安装条件变化或受力点移动,会引起难于估计的误差。剪切受力的弹性元件具有对加载方式不敏感、抗偏载、侧向稳定、外形矮等特点。