[发明专利]基于电磁感应原理的多用超声工作态振幅测量方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于电磁感应原理的多用超声工作态振幅测量方法及装置，其变幅器的中部环绕有内线圈和外线圈，所述外线圈通过支架固定，夹紧支臂的水平段夹持被测量的所述工具头，所述夹紧支臂的竖直段下端的导体棒位于永磁体中，所述永磁体、内线圈和刀柄通过保持架固定在一起，使工具头、夹紧支臂、导体棒、永磁铁，内线圈与刀柄一同随主轴同步旋转；内线圈两端接线口与金属导轨上端由连接线相连，用导线连接外线圈、放大电路、示波器。本发明超声加工频率较高，当振动频率为23kHz，工具头振幅为10μm，工具头最大振动速度可达1.45m/s，以该速度在磁场中运动，所得电压及电流信号极易测量，微弱的机械振动通过电信号放大，极大地减小了测量误差。

主权项

1.一种基于电磁感应原理的多用超声工作态振幅测量方法，包括以下步骤：（1）将变幅器的上端安装到刀柄内，在变幅器的下端安装工具头，变幅器的中部环绕有内线圈和外线圈，外线圈通过支架固定，夹紧支臂的水平段夹持被测量的工具头，夹紧支臂的竖直段下端的导体棒位于永磁体中，永磁体、内线圈和刀柄通过保持架固定在一起，使工具头、夹紧支臂、导体棒、永磁铁，内线圈与刀柄一同随主轴同步旋转；（2）调节保持架位置，使导体棒位于永磁铁均匀磁场处，夹紧支臂的竖直段的两个金属导轨上端不在磁场内，调节外线圈位置，使内线圈、外线圈同轴；（3）内线圈两端接线口与金属导轨上端由连接线相连，用导线连接外线圈、放大电路、示波器；（4）接通超声振动系统电源，加工稳定时，测量计算结果：动生电动势E1=BLV，永磁铁的磁感应强度B及导体棒长度L一定，电动势E1与超声频率下的振动速度成正比，内外线圈互感E2=ΨE1，Ψ由内外线圈的相对位置及匝数唯一确定，由示波器输出放大k倍后kE2的电压波形，可知导体棒切割磁感线的速度V的变化规律，取n个周期时间内速度的绝对值进行积分计算，计算平均值为a，即得工具头的振幅为a/2。