Устройство для измерения усилий

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических Республик

< «87098Э (6I ) Дополнительное к авт. спид-sy (22) Заявлено 19.11,79 (2! ) 2841415/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 07.10.81. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 07.10.81 (51)M. Кл.

G 01 L 1/12

1ооударствсниый комитет

СССР по делен изобретений и открытий (53) УДК531.781 (088,8) А. А. Штин, E. В. Задовский, Э. А. Витриченко и О. A. Евсеев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ижевский механический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения сил, деформаций и других механических параметров.

Известны магнитоупругие преобразователи, содержашие ферромагнитный сердеч5 ник и две обмотки, одна их которых под-ключается к источнику переменного тока, а другая является измерительной jl)vE2). то

Недостатком этих преобразователей является невысокая чувствительность, что не позволяет использовать их для измерения малых усилий.

Наиболее близким по технической. сушности является устройство для измерения усилий, содержашее расположенные соосно цилиндрический линейный статор и ферромагнитный сердечник с измерительной обмоткой, а также усилитель, вход которо-зо

ro подключен к измерительной обмотке, и счетчик импульсов f3).

Устройство работает следуюшим образом.

Сердечник перемагничивается полем, которое создается линейным статором.

Необратимые изменения намагниченности сердечника (скачки Баркгаузена) создают в измерительной обмотке импульсы

ЭДС. Измеряемое усилие деформирует сердечник, вследствие чего изменяется мошность сигнала и соответственно число импульсов, зарегистрированное счетчиком.

Недостаток описанного устройства состоит в том, что оно имеет сравнительно невысокую чувствительность, ограниченную наличием собственного шума усилителя. Уменьшение уровня амплитудной селекции ниже некоторой величины приведет к значительной погрешности поскольку счетчик будет ретттстрировать выбросы, собственного шума усилителя.

Целью .изобретения является повышение чувствительности, Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введен детек тор, вход которого подключен к выходу усилителя, управляемый пороговый эле870989

20 мент, включенный между усилителем и счетчиком имйульсов, и инвертирующий усилитель; выход которого соединен с управшпощим входом порогового элемен» та, а вход с вь1ходом детектора.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - зависимость среднего числа импульсов }Ч, регистрируемых счетчиком от среднеквадра тичного напряжения сигнала 6 при различных уровнях селекции 1> 2 и 3 в порядке ее возрастания.

Устройство состоит из ферромагнитного сердечника 1 с измерительной обмоткой 2, цилиндрического линейного статора

3, усилителя 4, детектора 5, управляем< . го порогового элемента 6, счетчика 7 и инвертирующего усилителя 8.

Устройство работает следующим образом.

Симметричная трехфазная система токов 1< (g) g>(g ), $ (ф,) создает внутри статора переменнОе неоднородное магнитное поле, которое перемагничивает сердечник 1. В обмотке 2 наводится ЭДС, величина которой пропорциональна усилию, приложенному к сердечнику 1 (Р на фиг. 1). Сигнал далее усиливается усилителем 4 и поступает на вход порогового элемента 6. Последний вырабатывает импульс стандартной амплитуды каждый раз, когда напряжение с усилителя превы кает величину напряжения на опорном (управляющем) входе порогового элемента.

Счетчик 7 регистрирует среднюю частоту выходных импульсов, формируемых пороговым элементом. Поскольку среднее число выбросов стационарного случайного процесса за уровень селекции однозначно связано с мощностью процесса, то число импульсов, зарегистрированных счетчиком, будет пропорционально усилию Р, приложенному к сердечнику 1.

Одновременно с этим выходной сигнал усилителя 4 детектируется детектором 5, усиливается, инвертируется усилителем 8 и поступает на управляющий вход порогового элемента 6, управляя уровнем его

4 амплитудной селекции. Причем при уменьшении сигнала с усилителя 4 (при уменьшении(3 ) уровень селекции увеличивается. Следовательно, при изменении входного сигнала с измерительной обмотки ра.бочая точка устройства будет перемещаться с одного уровня селекции на другой (кривая 3. на фиг. 2).

Так как крутизна кривой 4 больше, чем крутизна кривой Q,5ß, то чувствительность устройства больше, чем у прототипа.

Сравнительные испытания макетного образца устройства и прототипа показали, что чувствительность повысилась в два раза.

Формула изобретения

Устройство для измерения усилий, со» держащее расположенные соосно цилиндрический линейный статор с ферромагнитным сердечником и измерительной обмоткой, а также усилитель, вход которого подключен к измерительной обмотке, и счетчик импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введен детектор, вход которого

3D подключен к выходу усилителя, управляемый пороговый элемент, включенный между усилителем и счетчиком импульсов, и ннвертнрующий усилитель, выход которого соединен с управляющим входом порогового элемента, а вход - с выходом детектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бауман Э. Измерение сил электри40 ческнми методами. М., "Мир", 1 978, с. 300.

2. Новицкий П. В. и др. цифровые приборы с частотными датчиками. Изд-во, Л., "Энергия", 1970, с. 224.

4> 3. Авторское свидетельство СССР

N 659918, кл. (Ь 01 (, 1/12, 1979 ., (прототип ) .

870989

Ф;_#_), аююЫ

g 7Х фщж д

Составитель В. Панин

Редактор О, Филиппова Техред А.Бабинец . Корректор Г. Назарова

Заказ 8422/12 тр 91О nagnacaoe

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, S, Раушокая наб., д. 4/8

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4