Устройство для измерения натяжения
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
368505
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДИЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
М. Кл. 6 Oll 5/10
Заявлено 29.V1.1970 (¹ 1456505/18-10) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 26Л.1973. Бюллетень № 9
Дата опубликования описания 29.Ш.!973
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 531.781(088.8) Автор изобретения
Б. Н, Лившиц
Всесоюзный научно-исследовательский институт автоматизации черной металлургии
Заявитель
УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ
Изобретение относится к силоизмерительным устройствам и может быть использовано в области прокатного производства.
Известны устройства для измерения натяжения, содержащие измерительный ролик с встроенными в его опоры измерителями усилий, входные обмотки которых соединены с источником переменного напряжения, а выходные обмотки через схему анализа информации соединены с измерительным устройством.
Недостаток известных устройств заключается в сложности их конструкции, обусловленной наличием усилителей и вращающегося трансформатора, снижающих надежность работы и точность, и недостаточной точности изза наличия, источника переменного напряжения, так как изменение амплитуды входного напряжения приводит к пропорциональному изменению выходного сигнала.
В предлагаемом устройстве указанные недостатки ликвидируются благодаря тому, что в нем между .источником напряжения и измерителями включены фазовращатели, а выходные обмотки измерителей усилий соединены с фазовым детектором и измерительным блоком.
На фиг. изображено схематическое размещение предлагаемого устройства на прокатном стане; на фиг. 2 — функциональная блоксхема анализа информации; на фиг. 3 — векторная диаграмма сложения сил и напряжений.
Устройство для измерения натяжения полосы содержит установленный между клетью 1 и моталкой 2 измерительный ролик 8. Положение ролика относительно клети и моталки фиксируется упорами 4, 5 и б, 7 соответственно для каждого конца. В упоры встроены измерители усилий 8 — 11. В качестве измерителей усилий могут быть использованы любые преобразователи усилия в сигнал переменного тока, например магнитоанизотропные датчики.
Измерители усилий соединены со схемой анализа информации и с источником переменного напряжения 12 (см. фиг. 2). Между источником 12 и измерителями 8, 10 включен фазовращатель 13, апталогично между источником
12 и измерителями 9, 10 вкпючен фазовращатель 14. Выходы измерителей 8 — 11 соединены последовательно и присоединены к фазовому детектору 15 и через выпрямитель 1б к измерительному блоку 17. Другой вход детектора 15 присоединен к источнику 12. В качестве измерительного блока используется преобразователь логометрического типа, второй вход которого присоединен к выходу детектора 15.
Сложение сил и напряжений рассматривается для одной пары упоров (см. фиг. 3). Век30 торные величины обозначаются буквенным
3685б5 символом с чертой над буквой, скаляры и модули векторов — без черты, .углы —.буквами греческого алфавита. Силы - изображаются сплошными линиями, напряжения.— пунктирными.
Векторная сумма сил,натяжения полосы
F = F< + F2 равна взятой с обратным знаком сумме Fz + К измеряемых датчиками сил, Угол а между левой (см. фиг. 1) частью полосы и упором 4 датчика, который задан конструктивными размерами устройства, равен углу между силами Fi у Fq, угол q между векторами F> и Fg неременный, изменяется в процессе намотки рулона. Так как F> — — F2, угол между векторами F> и F равен р/2, cos р/2, может быть получен проектированием фиксирова нного по амплитуде напряжения, фаза которого соответствует F> на направление F, Эту операцию с детектированием выполняет фазовый детектор 15. Искомое натяжение F< определяется по измеренному суммарному F no формуле:
Р, F cos |, (>)
Для вычисления Г используется тот факт, что синусоидальные напряжения складываются по закону сложения векторов. С т омощью фазовращателя 18 обеспечивается сдвиг фазы выходного напряжения U3 (см. фиг. 3) относительно опорного на угол а, на пряжения
U4 —,на угол р, рав| ый углу между упорами
4 и 5, относительно U3 — с помощью фазовращателя 14, тогда суммарное напряжение U =
= Г + U4 окажется сдвинутым по фазе относительно опорного на угол, равный углу между векторами F и F>.
Амплитуда напряжения на выходе каждого датчика - пропорциональна соответствующей силе: 1 3 F3т 14 — / 4 °
Таким образом получается
10 U Us+U, k(F3+F4) = kp. (3)
Как указывалось выше, величина, пропорциональная cos cp/2, вырабатывается фазовым детектором 15. В соответствии с (1) искомое значение натяжения определяется делением
U на cos rp/2. Операцию деления напряжений после простого детектирования U< выполняет логометрический преобразователь. В частности, магнитоэлектрический логометр, использован ный на выходе рассмотренной системы, может быть непооредственно проградуирован в единицах натяжения.
Предмет изобретения
Устройство для измерения натяжения полосы, содержащее измерительный ролик с встроенными в его опоры измерителями усилий, входные обмотки которых соединены с источником переменного напряжения, а выходные соединены с измерительным блоком, отличаюи ееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности, в нем между источником напряжения и измерителями усилий включены фазовращатели, а выходные обмотки измерителей усилий соединены с фазовым детектором и измерительным олоком.
