Способ измерения сил магнитоупругим преобразователем

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет повысить точность измерения за счет учета мультипликативной погрешности , обусловленной изменением чувствительности преобразователя к измеряемой величине. Для этого измерения выходного напряжения вьшолняются при напряжении на намагничивающей обмотке 11, величина которого обеспечивает получение магнитной индукции в сердечнике преобразователя 10 по кривой намагничивания, соответствующей области приближения к насыщению . Одно из измерений делается при разомкнутой выходной обмотке 12, а другое измерение выходного напряжения при меньшем значении магнитной индукции в сердечнике преобразователя 10. Вычисляют приращения выходных напряжений, которые как и значения Q измеряемой силы записывают в память 8 ЭВМ 14, Изобретение дополнительное (Л к основному авт. св. № 887948. 2 ил. 1Ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц4 G Ol L 1/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (6l) 887948 (21) 3852507/24-!О (22) 20.11.84 (46) 23.11.86. Бюл. М 43 (71) Тюменский индустриальный институт им. Ленинского комсомола (72 ) М. И. Столбун (53) 531.781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 887948, кл. G 01 L 1/12, 1978. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛ МАГНИТОУПРУГИМ ПРЕОБРАЭОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к конт.рольно-измерительной технике и позволяет повысить точность измерения за счет учета мультипликативной погрешности, обусловленной изменением чувствительности преобразователя к

„„SU„„1272129 A 2 измеряемой величине. Для этого измерения выходного напряжения выполняются при напряжении на намагничивающей обмотке 11 величина которого обеспечивает получение магнитной индукции в сердечнике преобразователя

10 по кривой намагничивания, соответствующей области приближения к насыщению, Одно из измерений делается при разомкнутой выходной обмотке 12, а другое измерение выходного напряжения при меньшем значении магнитной индукции в сердечнике преобразователя 10. Вычисляют приращения выходных напряжений, которые как и значения измеряемой силы записывают в память

ЭВМ 14. Изобретение дополнительное к основному авт. св. М 887948. 2 ил.

3 12721

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, может найти применение при создании точных устройств для измерения сил и является усовершенствованием способа по авт. св. М 887948.

Согласно известному способу измерения выходного напряжения выпоЛняются при напряжении на намагничивающей обмотке, величина которого обеспечивает получение магнитной индукции, по кривой намагничивания, соответствующей области приближения к насыщению, причем одно из измерений делается при разомкнутой выходной обмотке, а для реализации предлагаемого изобретения выполняется еще одно . змерение выходного напряжения при меньшем значении магнитной индукции в сердечнике преобразователя.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет учета мультипликативной погрешности, обусловленной изменением чувствительности преобразователя к измеряемой величине.

На фиг. 1 изображен сердечник магнитоупругого преобразователя; на фиг. 2 — схема силоизмерительного устройства, реализующего предлагаемый способ.

Сердечник 1 преобразователя (фиг. 1) состоит из пластин электротехнической стали, собранных в пакет.

Выступы пластин образуют гребешки, к которым приложена действующая на преобразователь сила F. Сердечник имеет четыре отверстия для взаимно перпендикулярных обмоток. Отверстия

2 и 3 предназначены для намагничивающей обмотки, отверстия 4 и 5 — для выходной обмотки.

Намагничивающая обмотка питается переменным током и создает магнитный поток Р = Р +Ч», а с выходной обмоткой к у — 43 сцеплен магнитный потока Р =1 „- Ру.

Под действием силы F магнитное сопротивление вертикальных участков увеличивается, что приводит к перераспределению потока Р между вертикальными и горизонтальными участками сердечника и увеличению д<Р.

Определение силы предлагаемым сггособом производят следующим образом.

При градуировке при каждом фиксируемом через равные интервалы значе- 55 нии эталонной силы, включая ее нулевое значение, делают два измерения выходного напряжения на зажимах ра29 2 зомкнутой выходной обмотки магнитоупругого преобразователя.

Одно иэ этих измерений делается при большем значении напряжения на намагничивающей обмотке. Измеренное при этом напряжение обозначим через

Выходное напряжение, измеренное при меньшем напряжении на намагничивающей обмотке, обозначим через U

Из напряжений V«, U вычитают их начальные значения, измеренные при нуле силы F или при другом ее значении, которое условно принято за начальное, и получают приращения выходных напряжений. Приращения выходных напряжений У.1 . UÄz обозначим соответственно U„„, U„

При рабочем измерении выходные напряжения, которые обозначим Uð„ и Ц, измеряются при тех же соответветственно большем и меньшем значениях напряжения на намагничивающей обмотке. При рабочем напряжении также, как при градуировке, определяются приращения выходных напряжений.

Для этого из Бр, и U вычитаются значения напряжений при нуле силы F или при другом ее значении, которое принято за начальное. Эти приращения !

U< обозначены через U<,, Ур, .

Из зафиксированных при градуировке значений U„, выбирается ближайшее. к тому значению Ц, которое получено при данном рабочем измерении, и вычисляется образцовое напряжение U .

0 =- - Б

3$ > U Р2

2 I где U — ближайшее к Uð, значение !

U„ измеренное при градуировке;

U — значение U„<, соответст2 вующее значению U равному U,, Вычисляется погрешность а, содержащаяся в приращении выходного напряжения (в Vð, ) а=к„(v,, -v, ), где К> прйнимается равным двум, может быть определен экспериментально

=У из выражения К --- -, 2 где 1 — относительная мультиплика1 тивная погрешность, содержащаяся в Uz„, 2 то же> но в Uð2

Определяется скорректированное значение приращения выходного напряжения

j 272129

Способ измерения сил магнитоупругим преобразователем по авт. св.

М 887948, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности измерения, при градуировке преобразователя и при рабочем измерении при каждом значении соответственно эталонной и измеряемой сил одно из измерений проводят на разомкнутой выходной обмотке при двух значениях напряжения на его намагничивающей обмотке, причем эти значения выби-раются такими, чтобы при одном измерении магнитная индукция в сердечнике преобразователя соответствовала по кривой намагничивания области наибольшей магнитной проницаемости, а при другом измерении — области приближения к насьпцению, — д.

Р1

По полученному значению U, из градуировочной характеристики (зависимости U« oT F) находят измеряемую силу F, 5

Схема силоизмерительного устройства (фиг. 2) реализует измерительные и вычислительные операции.

Силоизмерительное устройство содержит стабилизатор 6 напряжения, трансформатор 7, два ключа 8 и 9, магнитоупругий преобразователь 10 с намагничивающей 11 и выходной 12 взаимно перпендикулярными обмотками, цифровой измерительный прибор 13, 15 микроЭВМ 14 и каналы 15-18 для передачи измерительной информации и сигналов управления.

Ключи 8 и 9 служат для подключения намагничивающей обмотки 11 маг- 20 нитоупругого преобразователя либо ко всей вторичной обмотке трансформатора 7, либо к части этой обмотки.

Управление цифровым измерительным прибором 13 и ключами 8 и 9 осущест- 25 вляется с помощью микроЭВМ 14, которая выполняет также все вычислительные операции, предусмотренные процедурой измерения.

Измеряемая сила F действует на магнитоупругий преобразователь 10, выходное напряжение которого зависит от этой силы. При градуировке силоизмерительного устройства при каждом фиксируемом через определенные интервалы значении действующей на магнитоупругий преобразователь силы поочередно замыкаются ключи 8 и 9.

При включении ключа 8 намагничивающая обмотка 11 подключается к транс- 4О форматору 7 на меньшее напряжение и на выходе преобразователя прибор 13 измеряет значение напряжения Б .

При включении ключа 9 обмотка 12 подключается на большее напряжение и прибор 13 измеряет значение напряжения У„, . Затем вычисляются приращения выходных напряжений U q U>z,.

Полученные значения U, Uä вместе с соответствующими значениями силы F p записываются в память микроЭВМ 14.

При использовании силоизмерительного устройства для взвешивания грузов целесообразно начальное выходное напряжение измерительного преобразователя вычесть иэ результата измерения выходного напряжения при рабочем измерении. В приведенном примере коррекции погрешности силоиэмерительного магнитоупругого преобразователя считается, что начальный выходной сигнал вычитается из результата измерения как при градуировке, так и при рабочем измерении. 3а начальный выходной сигнал принимается выходное напряжение на зажимах обмотки 12 при измеряемой силе (Г), равной нулю или другому заданному значению, например, силе тяжести грузоприемного устройства весов.

При рабочем измерении предусматривается вначале измерение выходных напряжений при F=O (или другому заданному значению), а затем при измеряемой силе. При рабочем измерении также, как .",;и градуировке, на намагничивающую обмотку 11 с помощью ключей 8 и 9 подается от трансформатора 7 то большее, то меньшее напряжение и измеряются выходные напряжения Up) Результаты вводятся в микроЭВМ 1.4, где по описанному алгоритму вычисляется погрешность и корректируется результат измерения.

Формула и з обретения

1272129

Составитель В. Родин

Редактор Н. Тупица Техред В.Кадар, Корректор Т. Колб

Эаказ 6328/38 Тирак 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4