Магнитоэлектрический динамометр

 

МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДИНА МОМЕТР , содержащий силовводящий элемент, упругий элемент, датчик перемещения упругого элемента, магнитоэлектрический силовой компенсатор и электрическую схему компенсации , отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, упругий элемент вьшолнен эллипсообразной формы, на его наружной стороне расположена обмотка силовой компенсации, причем упругий элемент установлен одним концом на основании так, что его продольная и поперечная оси перпендикулярны линии, связывакяцей похооса магнитоэлектрического силового компенсатора , а другой конец упругого элемента связан с силовводящим элементом. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Р,И ЛЮ

РЕСПУБЛИК за с

Г0СУди СтВЕККЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OYHPbITVO

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . Н kSTOPCNOIUh СВИЩЕВО ЬСТВЪ (2 1 ) 3377501! 18-10 (22) 06.01.82 (46) 23.04.84. Вюл.И5 (72) В. С. Иоисейченко, В.И. Лобан, и В.Е. Евдокимов (7l) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. И.И. Калинина (53) 531.781(088.8) (5 ) 1. Авторское свидетельство СССР

11 473911, кл. С Ol L 1/08, 1975

2. Авторское свидетельство СССР

Р 892240, кл. G Ol L 1/08, 18.04.80 (прототип). (54) (57) ИАП1ИТОЗЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДИНА

МОМЕТР, содержащий скповводящий

„,SU„,, 1087785 А элемент, упругий элемент, датчик перемещения упругого элемента, магнитоэлектрический силовой компенсатор и электрическую схему компенсации, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, упругий элемент выполнен эллипсообразной формы, на его наружt иой стороне расположена обмотка силовой компенсации, причем упругий элемент установлен одним концом на основании так, что его продольная и поперечная оси перпендикулярны линии, связывающей полюса магнитоэлектрического силового компенсатора, а другой конец упругого элемента связан с силовводящим элементом.

1 108778

Изобретение относится к информационно"измерительной технике и может найти приме. ение для точных измере" ний усилий, а также массы, плотности и веса различных тел в широком диа- 5 назоне.

Известен магнитоэлектрическийдинамоиетр,содержащий магнитоэлектрнческпй преобразователь с подвижной катушкой на упругом подвесе с электричес- 10 кой схемой, С целью уменьшения порога чувствительности и расширения тем самым нижнего предела измерения он снабжен двумя дополнительными обмотками отрицательной жесткости на каркасе компенсационной катушки Г1).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является дннамометр, содержащий двухэлементный упругий подвес, магнитоэлектрический компенсатор с силовой катушкой, датчик перемещения и электрическую схему уравновешивания. Он позволяет существенно расширить верх- 2 ний предел измерения. Силовводящий элемент 1й сположен между корпусом и катушкой силовой компенсации и жестко соединен в точке, которая расположена

s концевой к корпусу области подвеса таким образом, что короткой частью подвеса силовводящий элемент соединен с корпусом, а длинной частью с силовой катушкой 2) .

Таким образом, существенное увеличение верхнего предела измерения динамометра осуществляется за счет упругих элементов существенно различной жесткости (на 1 — 2 порядка, что зачастую не позволяет обес40 печить полной идентичности их упругих свойств особенно по причине различных условий нагружения. Это не позволяет в полной иере осуществить логомвтрическую коррекцию погрешностей упругих элементов. Кроме того, существенное различие жесткостей вызывает различные резонансные частоты датчика и сужение диапазона измеряемых частот.

Целью изобретения является расши- 50 рение диапазона измерений.

Цель достигается тем, что в магнитоэлектрическом динамометре, содержащем силовводящий элемент, упругий элемент, датчик перемещения упруго- 55 го элемента, магнитоэлектрический . силовой компенсатор и электрическую схему компенсации, упругий элемент

5 1 выполнен эллипсообразной формы, на его наружной стороне расположена обмотка силовой компенсации, причем упругий элемент установлен одним кон" цом на основании так, что его продольная и поперечная оси перпендикулярны линии, связывающей полюса магнитом электрического силового компенсатора, а другой конец упругого элемента связан с силовводящим элементом.

Кроме того, динамометр может использоваться в качестве силового зонда для измерения двух встречно направленных сил, для чего силовводя. щие элементы расположены на двух концах по продольной оси чувствитель- ности, На фиг.1 показан магнитоэлектрический динамометр, вид спереди; на фиг ° 2 — то же, вид сбоку; на фиг. 3то же, вид сверху; на фиг.4 — упругий элемент.

Магнитоэлектрический динамометр содержит упругий элемент 1 эллипсообразной формы с силовводящим элементом 2 на верхнем конце и закрепленным с основанием нижним концом.

На наружной поверхности чечевицеобразного кольца уложена обмотка 3 силовой компенсации. Упругий элемент расположен в зазоре с плоскопараллельным магнитным нолем, создаваемым магнитной системой с постоянным магнитом 4 и магнитопроводом 5. В средней части упругий элемент несет флажок 6 (экран ), расположенный между фотодиодом 7 и фотоприемником 8. Фотодиод подключен к источнику 9 питающего напряжения, а фотоприемник к входу усилителя 10.

Ныход усилителя 10 подключен к обмотке 3 силовой компенсации.

Дннамометр работает следующим образом.

Измеряемое усилие воздействует, на силовводящий. элемеьт 2 по про;-» дольной оси чувствительности ХХ.

Чувствительный элемент 1 деформируется, при этом в поперечном направлении по оси YY имеют место деформации chY, т.е. противоположные стенки чечевицеобразного кольца расходятся. Флажок 6 (экран ) перекры вает световой поток фотодиода 7, и выходное напряжение фотоприемника изменяется на величину hU . Напряжение ДЦ„усиливается,и выходной ток усилителя поступает в обмотку 3 силового компенсатора..Ток взаимодейст

1087

ВНИИПИ Зажав 2644/35 Тшрш 823 Подписное

Филиал ППП "йвтеат", г,Ужгород, ул.Проектиав, 4 вует с магнитным полем в зазоре и создает компенсирующее усилие, пропорциональное эффективной длине витков обмотки 3, току и индукции.

Усилие возвращает стенки кольца в исходное состояние.

Из фиг.4 видно, что поперечное усилие с достаточной точностью в а /0 pas меньше измеряемого. Практически не трудно обеспечить соотноше- 10 ние е /8 .10 — 30,что позволяет измерять в10 -30 раз большие усилия

Тк .

Таким образом, спомощью малога Г баритного и экономичного магнитоэлектрического компенсатора предлагаемого типа можно измерять достаточно большие усилия до 1 Н и более.

785 4

Упругий чувствительный элемент может быть выполнен из двух тонких упругих лент толщиной О, 03-0,05 мм, предварительно деформированных и жестко соединенных на концах. Поперечная жесткость такого упругого элемента составляет величины порядка 10 — 20 Н/м ° что создает BDQJIHe благоприятные условия для работы фотодатчика перемещений в режиме компенсации.

Погрешность предлагаемого динамо. метра при достаточно большом коэффи. циенте усилия контура обратной связи определяется в основном погреш ностью магнитоэлектрического обрат" ного преобразователя, которая легко может быть обеспечена менее 0,057.