Динамометр

 

1.ДИНАМОМЕТР,содержаший уп ругую подвеску , цепь компенсации е$ жесткости, усилитель, ко входу которого подключен датчик смещения подвески, связанный с подвеской элект1Ьомеханический : , преобразова тель и регистрирующий прибор, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения при изменяющихся внешних условиях, в него введены генератор опорных сигналов,Фазовый детектор, усилитель -ппео 1Г1азовател ь , фильтр нижни частот, контур адаптации, состоящий из генератора пробных сигналов, второго электромеханического преобразователя , связанного с подвеской, : электронной модели динамометра, двух фильтров, схемы сравнения и усилительно-преобразовательного устройства , при этом усилитель выполнен с регулируемым коэффициентом усиления , его выход через последовательную цепочку из фазового детектора и усилителя-преобразователя соединен с первым электромеханическим преобразователем и входом первого фильтра, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, генератор проб ных сигналов подключен ко второму электромеханическому преобразователю и через последовательную цепочку из электронной модели динамометра и второго фильтра - ко второму входу схемы сравнения, выход которой через усилительно-преобразовательное устройство подключен к управляющему входу усилителя, а регистрирунжций прибор через фильтр нижних частот подключен к выходу усилителя-преобразователя .

ССЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИН

ЗШ G 01 L 1 04

| 4 В аФФЮЭ4ааЮ4.% МРЦ4О (фу@ r

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННОЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3239308/18-10 (22) 2.7.01. 81 (46) 15.06,83. Вюл. Р 22 (72) С; Е.Быков, 8. Д. Ломакин, .В. Н. Собко и А. Н, Петренко (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. 300-летия воссоединения Украины с Россией (53) 531.781(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 473911, кл. G 01 L 1/08, 1974, 2. Авторское свидетельство СССР

Р 447582, кл. G 01 4 1/08, 1972 (прототип). (54, {57)1.ДИНАМОМЕТР,содержащий упругую подвеску, цепь компенсации ее жесткости, усилитель, ко входу которого подключен датчик смещения подвески, связанный с подвеской элект) омеханический: . преобразователь и регистрирующий прибор, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повиаения точности измерения при изменяющихся внешних условиях, в него введены генератор опорных сигналов, фазовый детектор, усилитель-поео азователь, филЬтр нижних..SUÄÄ1 02321 2 A частот, контур адаптации, состоящий иэ генератора пробных сигналов, второго электромеханического преобразователя, связанного с подвеской, электронной модели динамометра, двух фильтров, схемы сравнения и усилительно-преобразовательного устройства, при этом усилитель выполнен с регулируемым коэффициентом усиления, его выход через последовательную цепочку из фазового детектора и усилителя-преобразователя соединен с первым электромеханическим преобразователем и входом nepaoro фильтра, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, генератор пробных сигналов подключен ко второму ф электромеханическому преобразователю и через последовательную цепочку из электронной модели динамометра и второго фильтра - ко второму входу схемы сравнения, выход которой через усилительно-преобразовательное устройство подключен к управляющему входу усилителя, а регистрирующий прибор через фильтр нижних частот подключен к выходу усилителя-преобразователя.

10232..2

2. Динамометр по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что в него введена система автоматической установки нуля, состоящая из испслни1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения микроусилий в среде с существенно меняющимися внешними условиями, в частности при измерении тяги микродвигателей, в том числе и электрореактивных, Известны динамометры, содержащие упругую подвеску, преобразователь деформации упругой подвески и регистрирующий прибор. Упругая подвеска должна обладать минимальной механической жесткостью, что . позволяет получать достаточно большие перемещения подвески при действии измеряемых усилий. Одним иэ способов уменьшения .механической жесткости уцоугой подвески является введение отрицательной жесткости Е12.

Однако при изменении внешних условий нестабильность суммарной жесткости приводит к снижению точности измерений.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является динамометр, содержащий упругую подвеску, цепь компенсации ее жесткости, усилитель, ко входу которого подключен датчик смещения подвески, связанный с подвеской электромеханический преобразователь и регистрирующий ЗО прибор 2 .

Основным недостатком этого динамометра является снижение точности измерений, обусловленное нестабильностью суммарной жесткости при изменении внешних условий и параметров компенсации.

Цель изобретения - повышение точности измерения при изменяющихся внешних условиях, 4О

Поставленная цель достигается тем, что в динамометр введены генератор опорных сигналов, фазовый детектор, усилитель-преобразователь, фильтр нижних частот, контур адаптации, состоящий иэ генератора пробных сигналов, второго электромеханического преобразователя, связанного с подвеской, электронной модели динамометра, двух фильтров, схемы сравнения и усилительно-преобразовательного устройства, при этом усилитель выполнен с регулируемым коэффициентом усиления,. его выход через последовательную цепочку из фазового тельного механизма возврата подвески и связанного с ним переключателя нагрузки, который подключен к выходу усилителя-преобразователя.

2 детектора и усилителя-преобразователя соединен,с первым электромеханическим преобразователем и входом первого фильтра, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, генератор пробных сигналов подключен ко второму электромеханическому преобразователю и через последовательную цепочку из электронной модели динамометра и второго фильтра — ко." второму входу схемы сравнения, выход которой через усилительно-преобразовательное устройство подключен к управляющему входу усилителя, а регистрирующий прибор через фильтр нижних частот подключен к выходу усилителяпреобраэователя. Кроме того, введена система автоматической установки нуля, состоящая из исполнительного механизма возврата подвески и связанного с ним переключателя нагрузки, который подключен к выходу усилителя-преобразователя.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого динамометра.

Динамометр состоит иэ упругой

iподвески 1, датчика смещения подвески 2, связанного с подвеской первого электромеханического преобразователя 3, усилителя 4, фазового детектора 5, генератора опорного сигнала б, усилителя-преобразователя 7, фильтра нижних частот 8, регистрирующего прибора 9.

Контур адаптации включает генератор пробных сигналов 10, электронную модель динамометра 11, второй электромеханический преобразователь 12, фильтры 13 и 14, схему сравнения 15, усилительно-преобразовательное устройство 16, В динамометре с помощью переключателя 17 н повторно-кратковременном режиме подключается исполнительное устройство 18 системы автоматической установки нуля. устройство работает следующим образом.

Приложение внешней- силы F вызывает смещение упругой подвески 1 от нулевого положения. Это смещение с помощью датчика смешения 2 преобразуется в электрический сигнал, представляющий собой высокочастотные модулированные колебания. Этот сигнал усиливается усилителем 4 и поступает

1023212

Составитель А. Амаханов

Редактор М. Келемеш Техред М.Коштура Корректор Г. Решетник

;Заказ 4201/2 8 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 на фазовый детектор 5. Необходимый для работы фазового детектора опорный сигнал задается генератором опорного сигнала б. Фазовый детектор 5 выделяет из высокочастотного модулированного сигнала низкочастотный

5 сигнал, амплитуда которого пропорциональна величине смещения упругой подвески, а фаза — направлению смещения. Этот низкочастотный сигнал подается на усилитель-преобразователь 7,10 где происходит усиление по мощности.

Усиленный сигнал через фильтр низких частот 8 поступает на регистрирующий прибор 9, проградуированный в единицах измеряемых усилий. одновременно 15 сигнал с усилителя преобразователя 7 через первый электромеханический преобразователь 3 воздействует на упругую подвеску 1 в виде сигнала положительной обратной связи. Действие положительной обратной связи анало. гично приложению к упругой подвеске

1 дополнительной силы, пропорциональной смещению и действующей в направлении смещения подвески. Это означает,д что в систему вводится отрицательная жесткость и таким образом реализуется цепь компенсации жесткости, Действие контура адаптации осуществляется следующим образом.

Сигнал с генератора пробных сигналов 10 подается на электронную модель динамометра 11, собранную иэ стабильных элементов и имеющул заданные динамические свойства динамометра от первого электромеханического преобразователя 3 до фильтра нижних частот 8, и одновременно через .второй электромеханический пре» образователь 12 на вход динамометра. Реакции модели и динамометра на пробный сигнал через фильтры 13 и 14 поступают на схему сравнения 15, а

Ic нее — на усилительно-преобразовательное устройство 16, которое изменяет коэффициент передачи усилителя

4 таким образом, чтобы сигнал на выходе схемы сравнения 15 стал рав . ным нулю. Таким образом, суммарная жесткость устанавливается на уровне стабилизируемой величины и устраняются погрешности измерения, вносимые нестабильностью параметров динамометра, т,е. повышается точность измерения.

Для устранения ухода нуля введена система автоматической установки нуля, которая работает в повторно« кратковременном режиме, для чего с помощью переключателя 17 отключается измеряемое усилие с одновременным подключением исполнительного устрой ства 18, возвращающего датчик перемещения в нулевое положение.

Предлагаемый динамометр может иметь любую желаемую суммарную жесткость, что позволяет повысить точность измерений по сравнению с прототипом, в широком диапазоне внешних условий, когда последние существенно влияют на жесткость упругой подвески динамометра.