Устройство для измерения усилия

 

Изобретение относится к измерительной технике.-Цель изобретения - повышение точности устройства за счет снижения динамической погрешности измерений . При воздействии на преобразователь 1 усилия в его магнитопроводе возникает анизотропия маги. свойств и перераспределение маги, потока , вследствие чего ЭДС измерительных обмоток 4 получают приращения противоположного знака, образующие выходной сигнал, который описан формулой . Схема 8 измерения разности потенциалов осуществляет вычитание выходных напряжений избирательного преобразователя 6 переменного напряжения в постоянное (ШШП) 4 масштабного звена 7, вьшолненного в виде масштабного усилителя, включенного между выходом ППНП 6 и одним входом схемы 8 измерения разности потенциалов, другой вход которой соединен с выходом ГШНП 5. Сигнал, поступающий на регистратор 9, не содержит динамической погрешности. 1 ил. с SS (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (S1) 1 G 01 L 1/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ вил.ч,-,, (21) 4086215/24-10 (22) 28.04.86 (46) 30.03.88. Бюл. и 12 (72) С.Г.Григорьян и Ю.Н.Литовченко (53) 531.781 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 457901, кл. G 01 ? 1/12, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Р 1084628, кл. G 01 L 1/12, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— повышение точности устройства за счет снижения динамической погрешности измерений, При воздействии на преобразователь 1 усилия в его магнитопроводе возникает анизотропия магн. свойств и перераспределение маги. потока, вследствие чего ЭДС измерительных обмоток 4 получают приращения противоположного знака, образующие выходной сигнал, который описан формулой. Схема 8 измерения разности потенциалов осуществляет вычитание выходных напряжений избирательного преобразователя 6 переменного напряжения в постоянное (ППНП) 4 масштабного звена 7, выполненного в виде масштабного усилителя, включенного между выходом ППНП 6 и одним входом схемы 8 измерения разности потенциалов, другой вход которой соединен с выходом

ППНП 5. Сигнал, поступающий на регистратор 9, не содержит динамической погрешности. 1 ил.

1384969

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для дистанционного измерения статического и динамического усилия.

Цель изобретения — повышение точ5 ности измерения за счет снижения динамической погрешности.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит магнитоупругий преобразователь (МУП) 1, резистор R1, стабилизирующий ток питания, через который намагничивающая обмотка 2 МУП подключена к источнику 3 напряжения прямоугольной формы.

Измерительные обмотки 4 МУП 1 соединены с избирательными преобразователями 5 и 6 переменного напряжения в постоянное. Выход избирательного преобразователя 5 переменного напряжения в постоянное через масштабное звено 7 подключен к одному из входов схемы 8 измерения разности потенциалов, на выходе которой включен регистратор 9. Второй вход схемы 8 измерения разности потенциалов соединен с выходом избирательного преобразователя 6 переменного напряжения в постоянное. 30

Избирательные преобразователи 5 и

6 переменного напряжения в постоянное настроены соответственно на первую и одну из высших гармоник выходного напряжения МУП 1. Они выполнены по од35 ной электрической схеме.

Устройство работает следующим образом.

При P(t)=0 ЭДС, индуктируемые по- 40 током намагничивающей обмотки 2 МУП 1 в дифференциально включенных измерительных обмотках 4, равны по величине. Сигналы на выходах избирательных преобразователей 5 и 6 переменного напряжения в постоянное, а следова45 тельно, н напряжение, поступающее на регистратор 9, равны нулю.

При воздействии на МУП 1 усилия

P (t) в его магнитопроводе возникает аниэотропия магнитных свойств и перераспределение магнитного потока, вследствие чего ЭДС измерительных обмоток 4 получают приращения противоположного знака, образующие выходной сигнал. Несинусоидальный выходной сигнал МУП 1 может быть представлен в виде ряда гармонических составляющих, которые по принципу суперпоos(vt-q) (1) e(t)=K,К Е где К, — коэффициент, зависящий от свойств материала магнитопровода и конструктивных параметров МУП 1, К . — коэффициент, определяемый конструкцией МУП 1;

I = const — стабилизированная амплитуда гармоники тока питания в намагничивающей обмотке 2;

ca — круговая частота гармоники выходного сигнала;

P(t) — измеряемое усилие.

Из формулы (1) видно, что динамическая погрешность пропорциональна

dP —. Поэтому после выделения огибаюdt

Э щей модулированного колебания, напряжение U,() на выходе избирательного преобразователя 5 переменного напряжения в постоянное, настроенного на первую гармонику, в соответствии с уравнением (1) равно (2) <,(t) =K, <,Е,ю, P(t) где Х„, — амплитуда первой гармоники намагничивающего тока — круговая частота первой гармоники.

dP/d t

Поскольку,са 1, то разложив и,Р t) подкоренное выражение в биномиальный ряд и ограничившись линейными членами, получим! и (t)=K,К,Е„,,P (t) + (d r) q

22, Р7с7 d t (3) Аналогично находят соотношение для напряжения U (t) на выходе избирательного преобразователя 6 переменного напряжения в постоянное, настроенного на гармонику с частотой ы„:

U (t) = К,K E„M„P(t) + где Е „- амплитуда и-й гармоники намагничивающего тока. зиции рассматриваются независимо друг от друга и описываются формулой! 384969

Коэффициент К передачи масштаб7 ного звена 7, представляющего собой делитель напряжения, выбран в соответствии с выражением и, = (и,(с)к,-и,(с)) к, =

К К К8Т (1) P(t) ° 1 ь!

5 (5) Em 43

1 E (8) Формула и з о б р е т е н и я

8 Ь() 5() 7

„1

=K,Ê К I сд„(1- -- ) P(t), ll (6) 0

Составитель А. Кокарев

Редактор А.Ревин Техред М. Ходанич Корректор И.Муска

Заказ 1404/38 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Схема 8 измерения разности потенциалов осуществляет вычитание выходных напряжений избирательного преобразователя 6 переменного напряжения в постоянное и масштабного звена 7.

Поэтому напряжение U< поступающее на регистратор 9, определяется формулой где К вЂ” коэффициент передачи схемы

8 измерения разности потенциалов.

Масштабное звено 7 может быть выполнено также в виде масштабного усилителя с коэффициентом передачи (7)

1 I и, 30 включенного между выходом избирательнбго преобразователя 6 переменного напряжения в постоянное и соответствующим входом схемы 8 измерения разности потенциалов. Другой вход схемы

8 измерения разности потенциалов при этом соединен с выходом избирательного преобразователя 5 переменного напряжения в постоянное. Сигнал, поступающий на регистратор 9, при этом определяется выражением

Таким образом, показания регистратора 9 пропорциональны только величине P(!) и не содержат динамической погрешности.

Устройство для измерения усилия, содержащее магнитоупругий преобразователь, намагничивающая обмотка которого через резистор подключена к источнику напряжения прямоугольной формы, а измерительные обмотки соединены с избирательным преобразователем переменного напряжения в постоянное, схему измерения разности потенциалов и регистратор, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет снижения динамической погрешности, оно снабжено дополнительным избирательным преобразователем и масштабным звеном, причем входы избирательных преобразователей включены параллельно, выход одного избирательного преобразователя соединен с первым входом схемы измерения разности потенциалов, к выходу которой подключен регистратор, а выход другого связан с вторым входом схемы измерения разности потенциалов через масштабное звено.