Устройство для измерения силы

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерения механических сил. Измерительный элемент 1 в виде проволоки из материала с магнитоупругим гистерезисом намагничивается катушками 4,4 разнополярными импульсами. По величине магнитного поля магнитных меток, измеренного, например, феррозондами 6,6 с учетом градуировочной характеристики, определяют величину механической силы, действующей на измерительный элемент 1. Величину измеряемой силы фиксируют при помощи цифропечатающего устройства 8. 2 ил.

(l9) (! 3) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э G 01 L 1/12

ГОСУДАРСТВЕ)НЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР и а4

ИНТИ3 1

БИБ,"т:.1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4655199/10 (22) 22.12.88 (46) 07.05.91. Бюл. М 17 (71) Тюменский индустриальный институт им. Ленинского комсомола (72) В.Ф.Новиков, В.В.Новиков, И.Н.Кошиц и А.В.Ковин (53) 531.781 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 1432358, кл, G 01 1 23/14, 1987.

Заявка ФРГ

O 3009742, кл. G 01 1 1/12, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерения механических сил. Измерительный элемент 1 в виде проволоки из материала с магнитоупругим гистерезисом намагничивается катушками 4,4 разнополярными импульсами. По величине магнитного поля магнитных меток, измеренного, например, феррозондами 6,6 с учетом граду.ировочной характеристики, определяют seличину механической силы, действующей на измерительный элемент 1. Величину измеряемой силы фиксируют пои помощи цифропечатающего устройства 8. 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения силы, например силы, рывка или силы натяжения.

Цель изобретения — повышение точности измерений за счет уменьшения влияния вихревых токов и увеличения помехозащищенности от внешних магнитных полей.

На фиг. 1 изображена схема устройства для измерения силы; на фиг. 2 — распределение магнитного поля рассеяния от изме.рительных меток в присутствии внешнего магнитного поля.

Устройство содержит магнитный измерительный элемент 1, выполненный в вида проволоки из материала, обладающего магнитоупругим гистерезисом, например сталь

ЭИ961, катушку 2,соединенную с размагничивающим устройством 3, намагничиваюl щие катушки 4 и 4, соединенные с намагничивающим устройством 5, соединенные последовательно встречно, датчики

6 магнитного поля, подключенные к управляющему устройству 7, и цифрапеча.гающее устройство 8, соединенное через управляющее устройство 7 с датчиками 6 магнитного поля. Причем расстояние между датчиками

6 и 6 магнитного поля равно расстоянию между намагничивающими катушками 4 и 4, Устройство работает следующим образам.

Измерительный элемент (проволока) 1 в тросе или отдельно, намотанный на барабан, проходит через размагничивающую 2 и затем намагничивающие 4 и 4 катушки, в которых создается одинаковое по величине, на противоположное па направлению, наматничивающее поле. Намагниченные участки проволоки проходят мимо датчиков 6 и

6 магнитного поля и затем попадают в рабочую зону, где необходимо измерять действующую силу натяжения, например ь морскую глубину, шахту, к буксиру и др. В момент включения намагничивающега устройства 5 подается пеовый намагничивающий импульс, затем про.:алака с магнитным полем рассеивания намагниченнога участка проволоки подходит к датчику 6, воздействуют на него и по достижению определенной величины, например положительно направленного магнитного паля, управляющий сигнал от устройства 7 заставит устройство 5 выдать второй намагничиэающий импульс и т,д. Расстояние между намагниI чивающей катушкой 4 и датчиком б магнитного поля будет базой 1, через которое и будут наноситься магнитные метки.

Число меток N (N — номер метки, если первой метке присвоить номер — 1) будет

10. марный сигнал от них практически не

56

5Г

ЗО

4б определять длину размотаннаго участка провода Ю.

Влияние внешнего магнитного поля Но (фиг. 2) приводит к тому, что величина результатав паля вблизи одного из участков проволоки больше, а вблизи другого участка меньше на одну и ту же величину Н, При встречном включении датчиков 6 и 6 магнитного поля, например феррозонов, сумзависит от величины внешнего магнитного паля и тем самым (при определенном выборе размеров намагничивающего устройства) исключается его влияние.

При сматывании проволоки (троса) или при ее намотке устройство 7 отслеживает пале рассеивания от магнитных меток, фиксирует его максимальное значение и передает на цифропечатающие устройства 8, которые однавремечно с показаниями датчиков 6 и 6 фиксируют номер метки, т.е мссто положения намагниченного участка проволоки. Сравнивается величина. магнитного поля выбранной метки (группы меток) до нагруженил (статического или динамического растяжения рывка) и после погружения, по изменению величины поля и градуиравачной кривой "Изменение магнитного г,оля — нагрузка". снятой на тай же самой проволоке, определяетсл величина максимальных напряжений, действующих на трос.

Выбор измерительного элемента в виде проволоки позволяет существенно уменьшить погрешность измерения, обусловленную вихревыми токами, наведенными в измерительном элементе 1. Г1ричем диаметр проволоки выбирается из условия

R 0 ì

Е где 0 — диаметр проволоки;

R — радиус ее допустимого изгиба;

Š— модулb упругости проволоки;

„— м-êñèìàëüíûå напряжения,,созданные измеряемой силой.

Фамула изобретения

Устройства для измерения силы, содержащее магнитный измерительный элемент, раэмагничивающую и намагничивающую катушки, датчик магнитного поля, о т л и ч аю щ е е с я тем, чта, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены вторал намагничивающая катушка, включенная встречно с первой, и второй датчик магнитного паля, включенный встречно с ",åðâûì. причем расстояние между датчиками магнитного поля равно расстояниюмежду намагничивающими катушками, а измери1647296 тельный элемент выполнен в виде проволоки, диаметр которой выбираешься иэ условия где о — диаметр проволоки;

R — радиус ее допустимого изгиба;

Š— модуль упругости проволоки;

o„— максимальное напряжение, со5 зданное измеряемой силой. йо„

Составитель В.Родин

Техред M. Моргентал

Корректор Т.Малещ

Редактор Л.Гратилло

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1390 Тираж 362 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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