Устройство для измерения усилий прокатки

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении усилий прокатки в клетях прокатных станов. Цель изобретения - повышение точности измерения и надежности устройства . Для этого в устройство, содержащее магнитоупругий датчик, блок выделения постоянной составляющей сигнала , блок дифференцирования, блок выборки-хранения , первый сумматор, два компаратора, блок питания, введены р-тточник внешней команды режима работы блока выборки-хранения, RS-триггер, логический элемент ИЛИ, блок линеаризации. В состав блока линеаризации входит второй сумматор , элемент задержки, третий компаратор, блок переключения, два блока нелинейных преобразований. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECHYBJlNK (я)5 G 01 1 1/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4740101/10 (22) 25,09.89 (46) 23.12,91. Бюл. N 47 (71) Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (72) Э.В.Голован, Л.П.Захаревич, В.В.Калиберда и Ю.Н.Ронжин (53) 531.781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1350484, кл. G 01 В 7/24, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ ПРОКАТКИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении усилий прокатки в клетях проИзобретение относится к измерительной технике для определения усилий прокатки магнитоупругим методом и может быть использовано для измерения веса и давления.

Цель изобретения — повышение точности измерения и надежности устройства.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для измерения усилий прокатки; на фиг,2 — схема блока линеаризации; на фиг,3 — зависимость выходного сигнала от величины измеряемого усилия.

Устройство для измерения усилий прокатки (фиг.1) содержит магнитоупругий датчик 1, соединительный с входом блока 2 выделения постоянной составляющей сигнала, выход которого соединен с входом блока 3 дифференцирования и с информационным входом блока 4 выборки-хранения, а также с вторым входом сумматора 5, первый вход которого соединен с выходом Ы«, 1700398 Al катных станов, Цель изобретения — повышение точности измерения -и надежности устройства. Для этого в устройство, содержащее магнитоупругий датчик, блок выделения постоянной составляющей сигнала, блок дифференцирования, блок выборки-хранения, первый сумматор, два компаратора, блок питания, введены v.òî÷ник внешней команды режима работы блока выборки-хранения, ЙЯ;триггер, логический элемент ИЛИ, блок линеаризации, В состав блока линеаризации входит второй сумматор, элемент задержки, третий компаратор, блок переключения, два блока нелинейных преобразований, 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

l блока 4 выборки-хранения. Выход блока 3 дифференцирования соединен с входами компараторов 6 и 7. Выход компаратора 6 соединен с первым входом триггера 8, а выxîä компаратора 7 соединен с первым С входом логического элемента ИЛИ 9, второй, С вход которого соединен с источником 10 ( внешней команды режима работы блока выборки-хранения (не указан), а выход логического элемента ИЛИ 9 соединен с вторым входом триггера 8, выход которого соединен с управляющим входом блока 4 выборки- Ф хранения, Выход сумматора 5 соединен с входом блока 11 линеаризации, выход которого является выходом устройства. Магнитоупругий датчик 1 запитан от блока 12 питания.

Блок 11 линеаризации (фиг.2) содержит сумматор 13, первый вход которого является входом блока линеаризации, второй вход сумматора 13 соединен с первым входом

1700398

5 10

20

ЗО

55 через элемент 14 задержки, а выход сумматора 13 соединен с входом компаратора 15, выход которого соединен с управляющим входом блока 16 переключения, информационный вход которого соединен с первым входом сумматора 13, а первый и второй выходы соединены соответственно с входами блоков 17 и 18 нелинейных преобразований, выход блока 17 нелинейных преобразований соединен с выходом блока

18 нелинейных преобразований и одновременно является выходом блока 11 линеаризации, Устройство работает следующим образом, Когда в клети нет металла, сигнал переменного тока, присутствующий нэ выходе магнитоупругого Датчика 1, поступает на вход блока 2 выделения постоянной составляющей сигнала. В нем происходит выпрямление, сглаживание пульсации и масштабирование. Сигнал с выхода блока 2 выделения постоянной составляющей поступает на второй вход сумматора 5, на информационный вход блока 4 выборкихранения, с выхода которого сигнал посту- пает на первый вход сумматора 5, Сумматор

5 осуществляет алгебраическое суммирование сигналов, поступающих на его входы, Сигнал с выхода блока 2 выделения постоянной составляющей поступает также и на вход блока 3 дифференцирования, но так как это медленно изменяющийся сигнал, то на выходе блока 3 дифференцирования при этом будет сигнал "О", который передается на входы компараторов 6 и 7. Нэ выходах компараторов 6 и 7 будут при этом также сигналы "О", поступающие на входы RSтриггера 8, Но так как состояние RS-триггера 8 может быть при этом неопределенным, то после включения устройства в сеть следует подать сигнал от источника 10 внешней команды, При этом на выходе триггера 8 будет сигнал "1", поступающий на управляющий вход блока 4 выборки-хранения и переводящий его в режим выборки слежения.

При этом блок 4 выборки-хранения отслеживает входной сигнал, и на выходе сумматора 5 будет нулевой сигнал, т.е. будут скомпенсированы сигналы, обусловленные весом валковой системы, "забоем" валков и другими факторами, вызывающими аддитивную погрешность устройства.

В момент входа металла в клеть резко возрастает сигнал на выходе магнитоупругого датчика 1 и, следовательно, на выходе блока 2 выделения постоянной составляющей, на втором входе сумматора 5 и на выходе блока 3 дифференцирования. На выходе блока 3 дифференцирования образуется положительный импульс. При этом компаратор 6 срабатывает и íà его выходе образуется сигнал "1", поступающий на первый вход RS-триггера. Компаратор 7 срабатывает от отрицательного импульса, поэтому в этой ситуации на его выходе будет сигнал "О". На выходе логического элемента

ИЛИ 9 сигнал "О", поступающий на второй вход RS-триггера 8. Триггер 8 перебрасывается, на его выходе будет сигнал "О,", поступающий на управляющий вход блока 4 выборки-хранения и переводящий его.в ре- жим хранения. При этом блоком 4 выборкихранения запоминается значение сигнала, соответствующее моменту вхождения металла в клеть. Сигнал нэ выходе сумматора

5 образуется как разность между полным сигналом, поступающим на второй вход сумматора 5 и аддитивной погрешностью устройства, отслеженной и запомненной блоком 4 выборки-хранения и поданной на первый вход сумматора 5, Исследования, проведенные с магнитоупругими датчиками, показывают, что их характеристики нелинейны и представляются двумя ветвями — прямой и обратной, На фиг,З представлена типовая зависимость выходного сигнала магнитоупругого датчика от приложенного усилия. Здесь кривая 1 — это прямая ветвь (при возрастании усилия), а кривая 2 — обратная ветвь(при уменьшении усилия), Линеаризация кривой 1 выполняется блоком 17 нелинейных преобразований, а кривой 2 — блоком 18 нелинейных преобразований. Очередность работы с блоками нелинейных преобразований определяется знаком выходного сигнала сумматора 13. Если на выходе сумматора 13 положительный сигнал (работа на прямой ветви), то на выходе компаратора 15 нулевой сигнал, у релейного элемента замкнут нормально замкнутый контакт и линеаризованный сигнал поступает в нагрузку с выхода блока 17 нелинейных преобразований.

При разгрузке магнитоупругого датчика 1, т,е. при работе на обратной ветви характеристики, на выходе сумматора сигнал имеет отрицательное значение. При этом срабатывает компаратор 15, на его выходе будет сигнал "1", поступающий на управляющий вход блока 16 переключения.

Релейный блок 16 при этом срабатывает и линеаризованный сигнал, пропорциональный измеряемому усилию, в нагрузку поступает с выхода блока 18 нелинейных преобразований, при этом устраняется, вариация.

При выходе металла из клети на выходе блока 3 дифференцирования образуется отрицательный импульс, поступающий на вхо1700398 ды компараторов 6 и 7. На выходе компаратора 6 будет сигнал "0", на выходе компаратора 7 сигнал "1". При этом триггер 8 перебрасывается, на его выходе будет сигнал "1", которым блок 4 выборки-хранения 5 переводится в. режим выборки. Далее процессы, связанные с измерением усилия прокатки при входе металла в клеть и выходе из нее, повторяются.

Формула изобретения 10

1. Устройство для измерения усилий прокатки, содержащее два компаратора, магнитоупругий датчик, вход которого соединен с выходом блока питания, а выход — с входом блока выделения постоянной со- 15 ставляющей сигнала, выход которого связан с информационным входом блока выборки-хранения и с входом блока дифференцирования, выход блока выборки-хранения соединен с первым входом сумматора, 20 а выход блока дифференцирования соединен с входом первого компаратора, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и надежности, в него введены источник внешней команды режи- 25 ма работы блока выборки-хранения, RSтриггер, логический элемент ИЛИ и блок линеаризации, при этом первый вход RSтриггера соединен с выходом первого компаратора, а второй вход соединен с выходом логического элемента ИЛИ, первый вход которого через второй компаратор соединен с выходом блока дифференцирования, а второй вход соединен с источником внешней команды режима работы б.".ока выборки-хранения, причем выход RS-триггера связан с управляющим входом блока выборки-хранения, второй вход сумматора соединен с выходом блока выделения постоянной составляющей сигнала, а выход сумматора .соединен с входом блока линеаризации.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок линеаризации содержит сумматор, компаратор, блок задержки, два блока нелинейных преобразований и блок переключения, при этом первый вход сумматора соединен с информационным входом блока переключения и через блок задержки с вторым входом сумматора, выход которого через компаратор связан с управляющим входом блока переключения, первый и второй входы которого соединены соответственно с входами первого и второго блоков нелинейных преобразований, выходы которых между собой соединены.

1700398

%сl иЕ ® г,З

Заказ 4460 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Редактор Н,Тупица

Составитель Т.Ишкова

Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова