Устройство для измерения усилий

 

(n)662826

Союз Советских

Социалистммеских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.12.77 (21) 2552674/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G01 L1/08

Государственный кюметет

СССР

Il0 делам изоюретеией и юткрытий (53) УДК531.781 (088.8) Опубликовано 15:05.79. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 25.05.79 (72) Авторы изобретения

А. А. Штин, С. В. Деньков, Г. В. Ломаев и Л. Я. Айзенберг (71) Заявитель

Ижевский механический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления для преобразования усилия в электрический сигнал.

Известное устройство для измерения усилий, содержащее упругий элемент в виде ферромагнитного сердечника с двумя обмотками, одна из которых подключена к источнику переменного тока, а вторая — к измерительной схеме, не обеспечивает требуемой точности измерения (1).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения усилий, содержащее упругий элемент с верхним и нижним основаниями, связанный с ферромагнитным сердечником, на котором расположены перемагничивающая катушка, соединенная с источником переменного тока, и измерительная катушка, связанная с регистрирующей аппаратурой, включающей последовательно соединенные усилитель, фильтр верхних частот, детектор, фильтр нижних частот (2).

К недостаткам известного устройства относится низкая гочность измерения усилий.

Цель изобретения заключается в повышении точности измерения.

Это достигается за счет того, что в предлагаемое устройство введены соленоид, мембрана, расположенная над соленоидом, источник эталонного напряжения и управляемый источник постоянного тока, выход которого подключен к соленоиду, первый вход соединен с выходом источника эталонного напряжения, а второй — с выходом фильтра

10 нижних частот, при этом соленоид установлен на нижнем основании упругого элемента, а ферромагнитный сердечник выполнен в виде цилиндрической подложки с тонкой магнитной пленкой, один конец которой жестко

15 связан с мембраной, а второй — с верхним основанием упругого элемента.

На чертеже представлено описываемое устройство, содержащее упругий элемент 1 с верхним и нижним основаниями, ферромагнитный сердечник 2 с перемагничиваю20 щей 3 и измерительной 4 катушками, источник 5 переменного тока, подключенный к перемагничивающей катушке 3, и регистрирующую аппаратуру, включающую в себя последовательно соединенные усилитель 6, фильтр

ФМИМФФМФ3ВВЗЬ»»Е »Ь» 4Ж Ф 4 ЮМАМ: »»» :ФФ»» 969 юз ф4:» :=- » »»<@с»»»»»»»

".Х

»»»»айййй4Фе .- юрис »-,= .-.» .с»- "— " :. »»-."ж-"Ф= -.»:.- дь=л@ФйфЩьМ:. "..:*;,.=Ф».;, ::":-. ="-: —,.-: —. - .»3 662826

7 верхних частот, детектор 8 и фильтр 9 выходного тока источника 13 постоянного нижних частот. Вход усилителя соединен с тока. Ввиду увеличения тока в соленоиде 10 измерительной катушкой 4. Кроме того, в мембрана притягивается к нему с возросшим

- устройстве имеются соленоид 10, установ- усилием, увеличивая напряжение в ферро, ленный на нижнем основании упругого эле- магнитном сердечнике 2. Процесс продолжамента 1, мембрана 11, расположенная над s ется до тех пор, пока напряжение в сердечсоленоидом 10, источник 12 эталонного на- нике не достигнет значения, близкого к на-.-" -.- пряжения и управляемый источник 13 посто- пряжению при p= О, Таким образом, в данянного тока, выход которого подключен к ном устройстве сердечник практически явсоленоиду 10, первый вход соединен с выхо- ляется элементом сравнения. Выполнение дом источника 12, второй вход соединен с ферромагнитного сердечника в виде цилинд-: -- ;;выходом фильтра 9. Ферромагнитный сер- рической подложки с тонкой магнитной плендечник 2 выполнен в виде цилиндрической кой обеспечивает высокую чувствительность подложки с тонкой магнитной пленкой, од- к механическим напряжениям.

- ним концом жестко связан с мембраной 11, а вторым — с верхним основанием упругого элемента 1. 1$ Формула изобретения

Предположим, что измеряемое усилие

Р = g . Источник переменного тока созда- . Устройство для измерения усилий, содерет в ферромагнитном сердечнике 2 периоди- жашее упругий элемент с верхним и нижчески изменяющееся поле, сердечник пере- ним основаниями, связанный с ферромагнитмагничивается, и в измерительной катушке 4 HbIM сердечником, на котором расположены индуцируется ЭДС, поступающая на вход перемагничивающая катушка, соединенная усилителя 6. Фильтр 7 уменьшает величину с источником переменного тока, и измерипаразитной периодической помехи. Далее сиг- тельная катушка, связанная с регистрирую--.. -: "нал детектируется детектором 8 и сглажи- шей аппаратурой, включающей последова:. вается фильтром 9. В источнике 13 постоян- тельно соединенные усилитель, фильтр верхного тока предусмотрено сравнение напря- них частот, детектор, фильтр нижних часжений. В частности, выходной ток источни- тот, отличающееся тем, что, с целью повыка пропорционален разности выходного на- шения точности измерения, в него введены пряжения управляемого источника 12 пос- соленоид, мембрана, расположенная над тоянного тока и фильтра 9. При усилии соленоидом, источник эталонного напряжеP = 0 эталонное напряжение устанавлива- 34 ния и управляемый источник постоянного тоется несколько большим напряжения с вы- ка, выход которого подключен к соленоиду, хода фильтра 9. Источник 13 постоянного первый вход соединен с выходом источника тока при этом создает в соленоиде 10 ток эталонного напряжения, а второй — с выхо.определенной величины, мембрана 11 при- дом фильтра нижних частот, при этом соле тягивается к соленоиду и в ферромагнитном ноид установлен на нижнем основании упрусердечнике 2 создается некоторое начальное З5 гого элемента, а ферромагнитный сердечник усилие. Устройство находится в устойчивом: - выполнен в виде цилиндрической подложки состоянии, так как обратная связь отрица- с тонкой магнитной пленкой, один конец котельная (при увеличении напряжения в фер- торои жестко связан с мембраной, а второмагнитном сердечнике 2 ЭДС на входе poH — с верхним основанием упругого элеусилителя также возрастает). "" 4® мента.

При P + О0 в е р х н е е о с н о в а н и е у п р у г о г о 1И4с т о ч н и к и и н ф о р м а ц и и, принятые во вниэлемента 1 перемещается относительно ниж- мание при экспертизе

-него, вследствие чего напряжение в сердечнике уменьшается, а следовательно, умень- 1. Патент Франции № 2070246, шается и ЭДС на входе усилителя. Послед- - кл. G 01 L 1/00, 1970. нее приводит к уменьшению напряжения на . 2. Патент США № 3427872, 73 — 141, — выходе фильтра 9 и далее — к увеличению 1969.

662826

Составитель А. Новиков

Редактор С. Хейфиц Техред О. Луговая Корректор В. Синицкая

Заказ 2686/44 Тираж 1089 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П с Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4