Цифровой ротационный вискозиметр
Изобретение относится к автоматическому измерению вязкости жидких сред и может найти применение в пищевой и химической областях промьшленности для измерения параметров вязких сред. Предлагаемое устройство обеспечивает возможность получения результатов измерения в цифровом виде непосредственно в единицах измерения вязкости. Целью изобретения является расширение диапазона измерения . Устройство содержит задатчик цифровых кодов 1, цифроаналоговый преобразователь 2, три преобразователя напряжения 3, 9, 10, интегратор 8, два двигателя постоянного тока 4, 6, передаточный механизм 5, датчик оборотов 7, измерительный орган 13, аналого-цифровой преобразователь 11 и индикатор 12. 1 ил. i (Л со О5 00
СООЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4092454/31-25 .(22) 25.07,86 (46) 30. 12.87. Бюл. У 48 (71) Всесоюзный заочный институт пищевой промышленности (72) И.M.Иноземцев, А.И.Кулаковский, А.Н.Васин, С.Н.Лукин, Б.М,Журавлев и О.Ю.Захаров (53) 532.137 (088.8) (56) Белкин И.M. и др. Ротационные приборы. M.: Машиностроение, 1968, с. 18-20. Авторское свидетельство СССР Р 1105785, кл. G 01 N 11/14, 1984. (54) ЦИФРОВОЙ РОТАЦИОННЫЙ ВИСКОЗИМЕТР (57) Изобретение относится к автоматическому измерению вязкости жидких „„SU„„1363016 А1 сред и может найти применение в пищевой и химической областях промьппленности для измерения параметров вязких сред. Предлагаемое устройство обеспечивает возможность получения результатов измерения в цифровом виде непосредственно в единицах измерения вязкости. Целью изобретения является расширение диапазона измерения. Устройство содержит задатчик цифровых кодов 1, цифроаналоговый преобразователь 2, три преобразователя напряжения 3, 9, 10, интегратор 8, два двигателя постоянного тока 4, 6, передаточный механизм 5, датчик оборотов 7, измерительный орган 13, а Я аналого-цифровой преобразователь 11 и индикатор 12. 1 ил. 1363016 7 > (6) M = K U4 (2) (7) " N qN2 Изобретение относится к автоматическому измерению вязкости жидких сред и может найти применение в пищевой и химической областях промышленности ° Цель изобретения — расширение диапазона измерения. На чертеже изображена структурная схема цифрового ротационного вискозиметра. Цифровой ротационный вискозиметр содержит задатчик 1 двоично-десятичных кодов, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 2, усилитель 3 напряжения, первый двигатель 4 постоянного тока, передаточный механизм 5; второй двигатель 6 постоянного тока, датчик 7 оборотов, интегратор 8, преобразователь 9 напряжение-ток, делитель 10 напряжения, аналого-цифровой преобразователь 11, индикатор 12 и измерительный орган 13. Цифровой ротационный вискозиметр работает следующим образом. Задатчик 1 кодов подает на вход ЦАП 2 двоично-десятичный код N„, ЦАП 2 вырабатывает напряжение пропорционально поданному на его вход коду N и подает его на вход усилителя 3 1 напряжения. Выход усилителя 3 напряжения соединен с обмоткой двигателя 4 постоянного тока. Величина напряжения на выходе. усилителя 3 не зави-. сит от противо-ЭДС якоря и может быть вычислена на формуле где К, — постоянная ЦАП, К2 — постоянная усилителя напряжения. При этом вал двигателя 4 начинает вращаться со скоростью, равной где К вЂ” электромеханическая постоян3 ная двигателя 4. Использование векторной формы обозначения означает учет направления вращения. Статор двигателя 6 через передаточный механизм 5, связан с валом двигателя 4 и начинает вращаться со скоростью й2, равной (с учетом формул (1) и (2) ) K„k К М„И (3) где N — передаточное число переда2 точного механизма. При этом на измерительный орган 13, жестко связанный с валом двигателя 6, действует момент М сопротивления внешней среды в результате чего скорость его вращения равна Юо=мг ЫЗ г (4) где Й вЂ” скорость вращения вала двиэ 10 гателя 6 относительно его статора. Датчик 7 оборотов вырабатывает напряжение, пропорциональное скорости и вращения вала двигателя 6 ото 1 носительно его статора. Напряжение от датчика 7 оборотов подается на вход интегратора 8, напряжение на выходе которого увеличивается при и 4 О, убывает при Й > О и остается постоянным при ы = О. Напряжение с выхода интегратора 8 подается на вход преобразователя 9 напряжение-ток, на выходе которого формируется ток I2. K выходу преоб25 разователя 9 напряжение-ток последовательно со входом делителя 10 напряжения подключена обмотка якоря двига теля 6 постоянного тока. Величина тока I2 не зависит от противо-ЭДС 30 якоря и на валу двигателя возникае вращающий момент, равный M = K4Ij, ($) где К вЂ” электромеханическая постоян4 ная двигателя 6. 35 На выходе делителя 10 напряжения формируется напряжение, величина которого может быть определена по формуле 40 2 5 м 7 м где R — входное сопротивление делиШ теля напряжения, К вЂ” коэффициент деления. Коэффициент К деления делителя 4Б 10 напряжения задается при переключении задатчика кодов N, и передаточного числа и может быть определен из соотношения Напряжение U с выхода делителя 10 напряжения поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 11, на выходе которого формируется двоич55 но-десятичный код числа, равный в соответствии с формулами (6) и (7) N1 = „Р7/, 2 (8) и индицируемый индикатором 12. 1363016 Таким образом, когда скорость вращения якоря двигателя 6 относительно его статора достигает значения равного 5 а = О, (9) то в соответствии с формулой (4) скорость вращения измерительного органа в исследуемой среде станет равной заданной скорости: М =К Т . Поскольку вязкость может быть вычислена по формуле (12) 1 = К 1 в о где К вЂ” постоянная, зависящая от формы измерительного органа и его геометрических параметров, то учитывая (3), (8), (10), (11) и (12), получим К К Как видно из равенства (13), вязкость жидкости равна индицируемому числу N>, умноженному на постоянный коэффициент, и не зависит от кода N„ è передаточного числа N< т.е. выбранного режима измерения. Формула изобретения Цифровой ротационный вискозиметр, содержащий задатчик, первый преобра30 40 4) ш (10) о 2 При достижении стационарного режима течения жидкости момент M вращения 15 двигателя 6 постоянного тока уравновешивает момент M внешнего сопротив8 ления среды, который может быть определен в соответствии с формулой (5), как 20 зователь напряжения, первый двигатель постоянного тока, механически связанный с измерительным органом, датчик оборотов и индикатор, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, в него дополнительно введены передаточный механизм, второй двигатель постоянного тока, интегратор, второй и третий преобразователи напряжения, аналого-цифровой преобразователь, причем задатчик состоит из задатчика цифровых кодов и цифроаналогового преобразователя, а первый преобразователь напряжения выполнен в виде усилителя напряжения, эадатчик цифровых кодов соединен с входом. цифроаналогового преобразователя и управляющим входом второго преобразователя напряжения, выполненного в виде реэистивного делителя напряжения с переменным коэффициентом деления, выход цифроаналогового преобразователя подсоединен к входу усилителя напряжения, выход которого подключен к первому двигателю, вал которого через передаточный механизм связан со статором второго двигателя, причем вал второго двигателя связан с измерительным органом и датчиком оборотов, выход датчика оборотов соединен с входом интегратора, выход интегратора соединен с входом третьего преобразователя напряжения, выполненного в виде преобразователя напряжение-ток, к выходу преобразователя напряжение-ток последовательно с входом делителя напряжения подключен второй двигатель, выход делителя напряжения соединен с аналого-цифровым преобразователем, выход которого соединен с индикатором. 13б 3016 Составитель В.Вощанкин Техред А.Кравчук Корректор В.Бутяга Редактор А.Ревин Заказ 6395/31 Тираж 776 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
