Устройство для измерения усилий

 

и Y: ртNJ ..:.-йй- ерйе", р йн1-енв,й Ay(.

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Сояатския

Соцмалистимескин Реслублнк (! !),619810 (6!) Дополнительное к авт. свиа-ву (22) ЗаявлеиоО7.12.76 (2! 12426687/18-1О с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет "

Я (5!,) М. Кл.

Q О1 (, 1/12

Государственный квинтет

6еввтв Мнннетрев СЮ ве делам нзееретвннв н еткрмтнй (53) УДКБЭ1 781 (О88. 8) (43) Опубликовано 15.О8.78Бюллетень № ЗО (45) Дата опубликования описания 28.06.78 (72) Автор изобретения

А. И. Яроспавцев (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИИ

Изобретение относится к сипоизмери. тепьной технике и может быть испопьзовано дпя измерения усипий, веса, давпьнияе

Известны устройства дня измерения усипий, содержащие магнитоупругий пре образоватепьй иэмеритепьную схему, стабипиэированный источник питания со схемой сравнения (1J

Наибопее бпиэким техническим реше- 10 нием к изобретению явпяется устройство дпя измерения усилий, которое содержит магнитоанизотропный датчик усипия с дифференциапьными выходными обмотками, иэмеритепьную схему и источник питания, 15 выпопненный в виде стабипизатора суммар ного напряжения его выходных обмоток (2).

Недостатком данных устройств явпяется необходимость индивидуальной тари- 20 ровки, вспедствие разброса крутизны и коэффициента непинейности статической характеристикГ. магнитоупорного преобразоватепя, зависящей от материапа, конструкции, технопогии иэготовпения магии то- 25 провода и типа измеритепьной схемы. Кроме того, в известных устройствах в качестве входного сигнапа измеритепьной схемы и схемы сравнения обычно испопь зуется средневыпрямпенное значение нап» ряжения.

Как известно, вепичина средневыпрямпенного значения напряжения зависит от коэффициента формы кривой. Значение ко эффициента формы кривой зависит от мне . гих факторов, например температуры, времени наработки изделия и др. Изменение коэффициен та формы кривой напряжения Йвпяется причиной нестабипьности показаний известных устройств, что, в конечном итоге, снижает точность измерений. ! (епью изобретения ssnseTca повьппение точности измерения.

Это достигается тем, что в предпагаемом устройстве в магннтоупругий преобразоватепь введена допопнитепьная обмогка, распопоженная на магнитопроводе идентично обмотке питания, а источник питания выпопнен в виде стабипизатора пикового значения ЭДС, допопнитепьной

619810 обмотки, причем измерительная схема может быть выполнена в виде вопьтмет. ра пикового значении ЭДС выходной обмотки.

На чертеже представлена схема описываемого устройства.

Устройство содержит магии тоунругий преобразователь 1, измерительную схему

2 и .источник питания 3. Источник питания состоит иэ генератора низкой частоты 4, например RC-генератора на 1О

1000 Гц,который через резистор 5 и раздели- тельные конденсаторы 6 и 7 подключен на вход усилителя мощности 8 и коллек- тор транзистора 9 соответственно» выход усилителя мощности 8 подключен к пача- т5 пу обмотки питания 10 магнитоупорного преобразователя. Начало дополнительной обмотки 11 через д .од 12 соединено с инвертирующим входом операционного уси питепя 13, в цепь обратной связи которого включены конденсатор 14 и резис тор 15. Выходная обмотка 16 подключЬна на вход измерительной схемы 2. К не инвертирующему входу операционного усилителя 13 подключен источник постоянно го опорного напряжения9Пп, а выход опе рационного усилителя подключен к базе транзистора 9. Эмиттер транзистора 9 и, концы обмоток 1Ц; Х1 и Х6 соединейы с общей шиной.

30 .В предлагаемом устройстве. повышение точности и стабильности измерения дости гается стабилизацией пикового значения скорости изменения магнитного потока в сечении, охватываемом обмоткой питания

10 и дополнительной обмоткой 11, юто рая связана с ЭДС, наводимой в дополнительной обмотке 11 согласно закону

Фарадев

40 ви т (1)

АОп где идол ЭДС на выходе денолнительной обмотки; IhlAo@ - Mc7fo BHrKoB дополнительной обмотки;

3Ф dt — скорость изменения магнитно

ЦИТ го потока в сечении, охватываемом обмот кой питания и дополнительной обмоткой.

ЭДС выходной обмотки 16B < oapenens 5а ется по формуле:

/, +am иых „ м . (2) где 9f8 g» число витков выходной обмот- 55 ки;

aG — угол поворота вектора магнитного потока под действием приложенного усилия ( йпи с учетом формулы (1) ;

®зых евых — е/,оп чиж - к ь! нж.,(3) дол

Откуда следует что пиковое значение

ЭДС выходной обмотки зависит только от угла поворота вектора магнитного потока при фиксированной вепичине пикового значения ЭДС дополнительной обмотки В

Устройство работает спедующим ооразом.

Выходное напряжение генератора низкой частоты 4 подается на вход усилите пя мощности 8 через резистор 5 и разделительный конденсатор 6. Величина входного напряжения усилителя мощности зависит от падения напряжении на резисторе

5, которое пропорционально току проходящему через транзистор 9. Выходное напряжение усилителя мощности 88 ><> подается на обмотку питания 10, ив магни топроводе преобразователя 1 создается переменный магнитный поток, который индуцирует ЭДС a дополнительной обмотке 11

Ф„оп и в выхбдной обмотке 16 -е вых

ЭДС дополнительной обмотки6 Оп детектируется диодом 12 и аа инвертирую щем входе операционного усилителя.13 действует положительное пиковое значение

ЭДС6дрп, которое в установившемся ре жиме превышает величину опорного напря жения íà 5-10 мВ. При атом на выходе операционного усипитепя 13 появляется отрицательное напряжение, которое поступает на базу транзистора 9 и опредепает ток чере." него и, следовательно, ве личину входного напряжения усилителя мощности 8.

Изменение величины ЭДСВ ец приводит к изменению напряжения питаниябпттт, приводящему положительное пиковое значение ЭДСВдзп к уровню, заданномуиоточником опорного напряжения ц . Изме-. рительная схема 2, выполненная, напри» мер, в виде пикового вольтметра, изме ряет ЭДС выходной обмотки Из, х, про порциональную приложенной нагрузке © и не зависящую or коэффициента формы кривой питающего напряжения.

Основным преимуществом данного изобретения является то, что при его использовании отпадает необходимость индиви, дуальной тарировки для достижения тре-. буемой точности измерений и повышается

Стабильность измерений, вследствие иск лючения влияния коэффициента формы кри вой на величину ЭДС выходной обмотки.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения усилий, содержащее магнитоупругий преобразова

61981Î

l

Составитель Г. Максягин

Редактор С. Хейфиц Текред Q. Андрейко Корректор. Д. Мейьниченко

Заказ 4494/38 Тираж 1112 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фипиап ППП Патент, r. Ужгород, уп. Проектная, 4 гель трансформаторного типа, источник питания и измерительную схему, о г— п и ч а ю ш е е с я тем, что, с цепью повышения точности измерений в магнитоупругнй преобразователь введена дополнительная обмотка, расположеннаа на маг- нитопроводе идентично обмотке питания, а источник питания выполнен в виде стабилизатора пикового значения ЭДС попоп« нитепьной обмотки.

2. Устройство по п. 1, î r и и ч а юш е е с я тем, что иэмеригепьная схема выпопнена в виде вопьгмегра пикового значения ЭДС выходной обмотки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 4579О1, кп. С О1 Ь 1/12, 1973.

2. Авторское свидетепьсгво СССР

¹ 3476OO, кп. (j Ol 4 1/12. 197О.