Патент ссср 395731

 

Союз Советских

Социаг;истических

Респуьпик

ОП ИСАНИЕ 39573I

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства Л—

Заявлено 14 1.1971 (Ж 1610947/18-10) М. К.. C 0113 « с присоединением заявки ЛЬ—

Приоритет—

Опуоликовано 28Х111.1973. Бюллетень ¹ 35 УДЕ, 531.781(088.8)

Дата оп;бликования описания 31.1.1974 Гасударственный комитет

Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

Авторы изобретения

А. Я. Шенфельд и И. П. Булгакова

Заявитель

КОМПЕНСАЦИОННЫЙ СИЛОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ

Изобретение относится к приборам измерительной техники. и может быть, применено для прецизионного измерения малых моментов.

Известпыс компенсационные измерители, содержащие чувствительный элемент на упругом подвесе и систему силовой обратной связи датчик перемещения — усилитель— датчик силового воздействия, характеризуются влиянием»а точность жесткости упрутого подвеса, проявляющемся через у оды нулей датчика и усилителя и изменения их коэффициентов усиления.

Предлагаемое устройство, с целью повышения точности, снабжено регулируемой системой компенсации жесткости упругого подвеса, при этом система компенсации выполнена в виде, подвижного магнита, установленного в поле неподвижных катушек, обмотки которых подключены к регулируемому источнику постоянного тока; кроме того, источник постоянного тока подключен через ключ, изменяющий полярность тока в катушках компенсации, при этом вход ключа соединен с генератором тактовых изшульсов, управляющим моментами переброса ключа.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого компенсационного устройства; на фиг. 2— структурная схема с передаточными функциями его звеньев и график изменения выход ого тока по ширине такта в зависимости от воздействия одного и того же возмущения на звенья прямой цепи преобразований.

Стакан 1 (см. фиг. 1) с посадочным местом 2 для исследуез. ых устройств, создающих, например момент,"г1, =Г, 1, подвешен на растяжках 5, вносящих H0:io i ilTc:ihHi io жесткость +Ч „. На стакане закреплен маг5 нит 1 компенсационного преобразователя (выполнены согласно авт. св. ¹ 224110) ñîздающего добаво шую жесткость. Поскольку продольная ось магнита 4 располагается параллельно силовым линиям катушек 5, маг10 нит испытывает момент, пропорциональный углу Л 1 разбаланса стакана 1, что эквивалентно внесению дополнительной положительной илп отрицательной жесткости -i И", (в зависимости от направления тока 1 „, п !15 тающего катушки 5) .

1.а cTili а«с 1 такжc 3 lреплсi1ы: зеркало

6 преобразователя 7 — 9 некомпспсации (лампа подсветки, оптические системы, фотопреобразователп) и магнит 10 магнитоэлектри20 ческого обратного преобразователя, расположенный перпендикулярно поля катушек 11.

Выход фотопреобразователей 9 подан па усилитель 12, выходные клеммы которого, в свою очередь, соединены с катушками П.

Микроамперметры И и 14, соответственно, измеряют токи 1„,,„. и 1

Генератор тактовых импульсов, собранный на транзисторах Т, и Т., создает управляющие прямоугольные импульсы, подавае30 мые на предварительный электронный ключ

Тз Регу:шровка длительности полупериодов такта ведется путем настройки разрядных

RC цепочек генератора (на фиг. 1 не показано). Частота тактов регулируется резисто395731

J к !й (О, К„З вЂ” I Ф I R

60 ром !хg . С коллектора Т, управляющие импульсы пода1отся на базы разнополярных транзисторов 1 4 и Тг> в один из полчпериодов такта транзистор Т4 Запирается, а Т;,— отпирается, и наоборот. Общая точка в кол- 5 лекторов Т„ — Т;, последовательно подключается к плюсу +гг нли и мин >су — i llcToчника Iа питания. Потенциал точки г зависит от величин резисторов Rt и !с и может регулироваться, например, путем закорачнва- 10 ния части Rt. Точки в †- г электрически соединены с обмотками катушек 5 компенсационного преобразователя 4 — 5. Форм11 выходных импульсов тока I„. наблюдается осциллографом Iб. Переключатель Bt использует- 15 ся при ручной настройке амплитуд тока I „ в оба полуперпода такта.

Длительности tt u t полупериодов такта, как правило, выбираются одинаковыми (симметричный режим), а амплитуды тока 1„20 таковыми, чтобы результирующая жесткость подвески попеременно принимала полоисll тельное и отрицательное значения, 1Г1)0 и

1Г2(0, равные пли близкие друг другу по абсолютной величине: 25

1Г1! = !1Г„,— — 1Г„ |1Ä— 1Г,„! = !1Г != !1Г!.

Устройство работает следующим образом.

Пусть на стакан 1 воздействует измеряемый момент М„, вызывая его разбаланс Аср. 30

Возникающий сигнал рассо).ласования улавливается преобразователем б — 9 некомпенсации и после прохождения усилителя 12 подается в виде тока 1,. на катушки 5, заставляет стакан 1 возвращаться в положе- 35 ние, близкое к первоначальному (за искл1Очением с1статочного рассогласования Лу) .

Выходной ток I„, пропорционален измеряемому моменту М, При включении ТВКТоВого генератора Т1 — Т и работе ключей Т3, г10

T4 — Т;, жесткость подвески, как показано выше, изменяется. Если жесткость подвески попе >еменно принимает значение - 1Г), то система уравновешивания работает в модулированном;режиме, переходя от режима недо- 45 компенсации (когда относительная нскомпепсация а положительна, n)0) к режиму перекомпенсации (когда а" отр11цательпа а" (О); выходной ток I, попеременно то не доходит до среднего значения I..., ф то пре- 50 восходит его (см. фиг. 2).

При использовании магнитоэлектрического обратного преобразователя вели1ины к и и> равны:

05 ! 1Г

) 0; ае =

11 о.> + 1Г R

Пр П 1ЕМ 1(е7 ф 1Г /х>, где Ко — статический коэффициент передачи преобразователя некомпенсацин и усилителя; (и R — коэффициент передачи и сопротивление рамки обратного преобразователя.

Как показано выше, величины 4 и т> в

I4oIIIIcнсир1 lolIjcA1 уcTpol1cTIIc Отл11чаются знаку и модулю, но близки Ilo величине, и поэтому результирующая погрешность измеpc1tIlsI ЛХ,, вносимая прямой цепью преобразования, уменьшается: :, г: —. 1 г

На фпг.2 показано, что прн М„сопз(увс,1II 1(ItlIC аМПЛИтУДЫ ВЫХОДНОГО ТОКа I вьх. »еуе>. в один из полупериодов нз-за возникающей погрешнос.ги прямой цепи компенсируется уменьшением тока I;:,„-, „„в другоп полупериод, причем среднее значение /.. ер тока, измеряемое прибором 18, стремится сохраниться неизменным.

На фпг. 2, а дана структурная схема компенсирующего устройства. На этой схеме приняты следующпе обозначения:

1, Р,, 1Г1 и 1Ге" — момент инерции, коэффициент скоростного х>спокоения, результирующие жесткости подвески (tt двух режимах работы); 1„— постоянная вре»etltt усилителя;

Т, и Тг — — постоянные времени ооратного преобразователя; P -- оператор Лапласа.

Предмет изобретения

Компенсационный силовой измеритель, содержащий чувствительный элемент на упругих опорах, датчик перемещения, замкнутый через усилитель отрицательной обратной связи на датчик силового воздействия, отличаюигийсл тем, чтО, с цель1о увеличения точности, он снабжен регулируемой системой компенсации жесткости упругого подвеса, при этоМ система компенсации выполнена в виде подвижного магнита, установленного в поле неподвижных катушек, обмотки которых подключены к регулируемому источнику постоянного тока.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, источник постоянного тока подключен через ключ, изменяющий полярность тока в катушках компенсации, при этом вход ключа соединен с генератором тактовых импульсов, управляю. щим моментами переброса ключа.

395731 — л!

à — 1

I л

Фг„ дд. л;т

- Влгх

jinx

4 уо " т

Составитель Р. Александров

Техред T. Курилко Корректор В, Жолудева

Г с„- а к;-ор А. Бытыгии

Малоярославецкая ородская типография Калужского областного управления издательств, полиграфии и кнн;кноа торговли

Заказ 12524/6 Изд. № 975 Тираж 755 Подл исное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушскаи наб., д. 4/5