Устройство для измерения усилий

 

Изобретение может быть использовано для измерения массы предметов. Цель изобретения - повышение точности . На выходе перемножающего цифроаналогового преобразователя 13 формируется сигнал ступенчатой .синусоиды с частотой, пропорциональной частоте перестраиваемого генератора 10. При увеличении периода колебаний питающего напряжения увеличивается значение индукции в зазоре электромагнита 3, что приводит к увеличению силы. Взвешиваемый элемент поднимается вверх и ликвидирует рассогласование , которое измеряется датчиком 8 положения. 1 ил. с ф (/)

СОК)З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 G 7 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛВСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4004859/24-10 (22) Q8.01.86 (46) 15.11.87. Бюл. У 42 (72) Б.А.Васильев, В.Н.Григорьев и 10.Н.Вильдтгрубе (53) 681. 269 (088. 8) (56) Кацнельсон О.Г. и др. Автоматические измерительные приборы с магнитной подвеской. M.: Энергия, 1970, фиг.5-1.

Авторское свидетельство СССР

И 1101744, кл. С 01 P 15/08, 1983.

ÄÄSUÄÄ 1352234 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ (57) Изобретение может быть использовано для измерения массы предметов.

Цель изобретения — повышение точности. На выходе перемножающего цифроаналогового преобразователя 13 формируется сигнал ступенчатой .синусоиды с частотой, пропорциональной частоте перестраиваемого генератора 10.

При увеличении периоца колебаний питающего напряжения увеличивается значение индукции в зазоре электромагнита 3, что приводит к увеличению силы. Взвешиваемый элемент поднимается вверх и ликвидирует рассогласование, которое измеряется датчиком 8 положения. 1 ил.

1352234

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения усилий и, в частности, может быть использовано для измерения массы предметов.

Цель изобретения — повышение точности

На чертеже приведена функциональная схема устройства для измерения усилий.

Устройство содержит вертикально расположенный взвешиваемый элемент 1 с замыкающим магнитопроводом 2, который удерживается во взвешенном состоянии на некотором расстоянии электромагнитом 3, обмотка 4 которого соединена с выходом усилителя 5 мощности, датчик 6 индукции, выполненный в виде катушки из одного или нескольких витков проводника, размещенный в зазоре между электромагнитом

3 и магнитопроводом 2 взвешиваемого элемента 1, напряжение с которого подается на первый вход схемы 7 сравнения, выход которой соединен с входом усилителя 5 мощности, последовательно соединенные датчик 8 положения взвешиваемого тела, блок 9 динамической коррекции, управляемый по частоте генератор 10, счетчик 11, преобразователь 12 кода, перемножающий цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 13, второй вход которого сое динен с выходом источника 14 опорного напряжения, а выход — с вторым входом схемы 7 сравнения, выход перестраиваемого генератора 10 соединен с входом измерительного блока 15, который представляет собой последовательно соединенные измеритель 16 периода, блок 17 возведения в квадрат, вычитатель 18, второй вход которого соединен с выходом задатчика 19 кода начального веса, и узел 20 индикации.

Работа устройства основана на известной зависимости уравновешивающей силы, развиваемой электромагнитом силовой компенсации, и периодом напряжения

F =KT где F — сила, развиваемая, электромагнитом;

Т вЂ” период колебаний питающего напряжения;

К вЂ” коэффициент, учитывающий количество витков катушки, площадь полюса, охватываемого катушкой.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходе

5 блока 9 динамической коррекции имеется постоянное напряжение, которому соответствует определенное значение частоты на выходе управляемого гене- ратора 10. Этой частоте точно соот)p ветствует частота синусоидального сигнала калиброванной амплитуды, поступающего на вход схемы 7 сравнения контура стабилизации напряжения, снимаемого с катушки датчика 6 индукции.

16 Если сила, развиваемая электромагнитом 3, меньше требуемой для поддержания взвешиваемого элемента 1 на определенной наперед заданной величине зазора, то взвешиваемый элемент 1

2р опускается вниз. Сигнал с датчика 8 положения, пропорциональный величине перемещения взвешиваемого элемента

1, пройдя блок 9 динамической коррекции, изменяет напряжение на входе ун25 равляемого генератора 10. Частота сигнала на выходе управляемого генератора 10 уменьшается (период сигнала (Т) увеличивается). Пропорционально частоте на выходе управляемого

gp генератора 10 изменяется и частота сигнала на выходе генератора цифровой синусоиды, который состоит из счетчика 11, преобразователя 12 кода, перемножающего ЦАП 13 и источЗ ника 14 опорного напряжения.

Генератор цифровой синусоиды работает следующим образом.

Сигнал переменной частоты поступает с управляемого по частоте гене4р ратора 10 на счетчик li, коэффициент счета которого (количество состояний счетчика) равно количеству ячеек Х (емкости) преобразователя 12 кода х/у. Каждому состоянию счетчика 11

4б соответствует значение координаты (адреса) Х преобразователя 12 кода, в котором каждому значению координаты Х соответствует определенное значение веса синусоидального сигнал ла (координата Y). Одним из возможных примеров реализации преобразователя 12 кодов является использование

ПЗУ (К556 PT5), в ячейках которого последовательно записаны веса синубб соидального сигнала за один период (возможна также реализация схемы с записью половины или четверти периода). Коды веса синусоиды подаются на г пер емножающий ЦАП 13 (например

Формула изобретения

Устройство для измерения усилий, содержащее электромагнит силовой компенсации, обмотка которого соединена с выходом усилителя мощности, 25

Составитель В. Ширшов

Техред .М.Морг ентал Корректор И.Муска

Редактор M.Ïåòðoâà

Заказ 5553/ЗЬ

Тираж 694 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 з 13522

К 572 ПА1, К 572 ПА2), на аналоговый вход которого подается стабилизированное опорное напряжение с источника 14 опорного напряжения. Таким образом, на выходе перемножающего ЦАП

13 формируется сигнал ступенчатой синусоиды с частотой, пропорциональной частоте перестраиваемого генератора 10. Количество точек синусоиды 10 зависит от емкости преобразователя

12 кода (емкости ПЗУ) и необходимости записи в ПЗУ четверти, половины или полного периода синусоиды. При увеличении Т увеличивается значение 15 индукции в зазоре электромагнита 3, что приводит к увеличению силы. Взвешиваемый элемент 1 поднимается вверх и ликвидирует рассогласование, которое измеряется датчиком 8 положения. 20 схему сравнения, источник опорного напряжения, датчик положения взвешиваемого элемента, подключенный кблоку динамической коррекции, датчик индукции, размещенный под электромагнитом силовой компенсации, управляемый по частоте генератор и измерительный блок, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены счетчик, преобразователь кода и перемножающий цифроаналоговый преобразователь, причем выход счетчика подключен через преобразователь кода к первому входу перейножающего цифроаналогового преобразователя, к второму входу которого подключен источник опорного напряжения, а к выходу — первый вход схемы сравнения, второй вход которой соединен с датчиком индукции, выход — с входом усилителя мощности, а выход блока динамической коррекции соединен с входом управляемого по частоте генератора, выход которого подключен к входам счетчика и измерительного блока.