Магнітопружні індуктивні перетворювачі.

Сутність перетворення полягає в зміні магнітної проникності й інших магнітних властивостей феромагнітного тіла під дією механічних пружних деформацій (використовується магнітострикційний ефект – коли зовнішнє магнітне поле викликає механічні деформації феромагнітного тіла). Тут вихідний параметр – зміна магнітної проникності.

Основні характеристики магнітного матеріалу:

1. коефіцієнт магнітопружної чутливості k_:

- відносна зміна магнітної проникності/відносна деформація.

2. магнітопружня чутливість по потужності:

- зміна питомої магнітної енергії/деформація.

Для досягнення високої відносної потужності вихідного сигналу використовують матеріали: залізокремнієві, залізонікелеві сплави, нікель, деякі ферити.

Розглянемо магнітопружний індуктивний перетворювач:

Тут зміна магнітної проникності викликає зміну індуктивності ланцюга, що намагнічується.

Без врахування втрат на вихрові струми і гістерезис, індуктивність ланцюга, що намагнічується:

,

R_м – магнітний опір;

 - магнітна проникність;

S_м – площа перетину магнітопровода;

l_м – довжина магнітопровода.

Збільшення індуктивності (при дії F): .

Відносна зміна індуктивності: .

Враховуючи, що S/S_м=k_п – коефіцієнт Пуассона, відносна чутливість до деформації буде:

,

L/L – відносна зміна індуктивності;

l_м/l_м – відносна зміна

k_ - відносна зміна магнітної проникності.

Складові погрішності:

• магнітопружний гістерезис (2...3% - при низьких початкових напругах; 0,8...1,0% - при напругах близьких до напруженості магнітного поля Н_{ max});

• коливання струму, що намагнічується, (тому що магнітопружня чутливість є функцією напруженості магнітного поля);

• процес старіння феромагнітного матеріалу.

Недолік: порівняно низька точність (сумарна погрішність досягає 3...4%).

Область застосування:

• перетворювачі великих сил (10⁵…10⁶)Н і тисків у складних умовах експлуатації;

• датчики для контролю сил, що діють на моменти, тисків і крутячих моментів.