Устройство для измерения усилий

 

<и> 91,8800

Союз Советскн«

Социаяистическм« . Респубянн

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Ы АВТОРСКОМУ СВИДЕТВЛЬСТВУ (61) Дояолнятельное к авт. с внд-ву (22)Заявлено 16. 09.80 (21) 2982112/18-10 (5l }N. Кл. с врнсоеднненнещ звявкя М

С 01 1 1/12

Вюуаарстюаьй я«я«тет еСе1 яв аелан «зябнете««й

«от«рыт«я (23 ) И рнорнтет )нувлнковв«е 07.04.82. бюллетень )тЪ 13 (53) УЛ,К 531.781 (o88.8) Вата опубляяовання описания 07, 04 . 82

А.A. Штин, С.Б. Машкович, В.С. Иалышев и Г.А. Тихонов (72) Авторы нзобретения

Э в.

l

{71) Заявнтель

Ижевский механический институт (g4).УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗНЕРЕНИЯ УСИЛИЙ

Изобретение относится к изме* ." рительной технике и может быть использовано для измерения силы,дав% пения.

Известны магнитоупругие силоизмери тели, содержащие ферромагнитный сердечник с обмотками, источник питания и регистрирующий прибор (13.

Недостатками известных приборов является узкий рабочий диапазон

Ю измеряемых усилий, так как исполь зуемые в них ферромагнитные материалы имеют невысокий предел упругости, и малую чувствительность.

Наиболее близкйм по технической сущности к изобретению является устройство для измерения усилий, содержащее генератор, подключенный к формирователю, а также последовательно соединенные магнитоупругий датчик, коммутатор, управляющий вход которого подключен к выходу формирова" теля, и регистратор выходного сигнала j23. благодаря использованию высокочастотного премагничивания чувстви- . тельность этого устройства выше. Однако при этом увеличивается влияние паразитных емкостей, нестабильности параметров перемагничивающего поля и других факторов, что приводит к увеличению погрешности прибора.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Эта цель достигается тем, что в устройство введены последовательно соединенные дифференциальный усилитель и интегратор, причем один из входов дифференциального усилителя подключен к выходу генератора, другой " и выходу формирователя, а вы-, ход интегратора соединен с входом датчика.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - графики,noscняющие его работу.

Устройство содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, формирова

3 918800 тель 2, дифференциальный усилитель 3, интегратор 4, магнитоупругий датчик

5, коммутатор 6 и регистратор 7 вы- . ходного сигнала. Элементы 1-4 представляют собой источник питания датчика 5.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 прямоугольных импульсов 1 вырабатывает напряжение U< 1о (фиг.2), которое поступает на вход формирователя 2 и один из входов усилителя 3. Формирователь 2 вырабатывает- сигнал Ug, поступающий далее на управляющий вход коммутатора 6 и >s другой вход дифференциального усилителя 3. Усилитель формирует сигнал И, который поступает на интегратор 4. Выходной сигнал интегратора U4 создает ток в первичной обмотке датчика 5. Сердечник датчика перемагничивается, .и во вторичной обмотке наводится ЗДС, пропорциональная усилию, приложенному к сердечнику. Эта ЗДС через коммутатор

6 поступает на регистратор 7.

Режим работы источника питания (элементы 1-4) выбирается таким образом, что необратимое перемагничи-вание сердечника происходит на интер- зв валах времени, в теченйе которых сигнал изменяется сравнительно медленно, На интервалах, соответствующих крутым фронтам сигнала Ц, сердечник перемагничивается путем обратимого вращения вектора намагниченности, а индуцируемая ЭДС слабо зависит от измеряемого усилия.

Поэтому, чтобы исключить влияние ее на точность измерения, устройство снабжено коммутатором, который пропускает сигнал в регистратор 7 только тогда, когда скорость изменения тока в первичной обмотке датчика 5 сравнительно невелика, и во вторичной обмотке датчика от необратимых изменений. намагниченности сердечника индуцируется ЭДС.

Предлагаемое изобретение в значительной мере уменьшает погреш4 ности, вызванные нестабильностью перемегничивающего поля,что вызвано как сравнительно низкой скоростью перемагничивания на рабочем участке, так и более высокой стабильностью выходного сигнала источника питания (элементы 1-4) по сравнению с источником синусоидальиого сигнала.

Кроме трго, выполнение источника питания по схеме фиг.1 позволяет значительно уменьшить скважность регистрируемой ЗДС по сравнению с источником синусоидального сигнала той же частоты (за счет того, что на нерабочем участке петли гистерезиса сердечника скорость перемагничивания возрастает) . Уменьшение скважности сигнала позволяет снизить динамические погрешности, то есть при той же точности регистрировать более быстропротекающие процессы.

Формула изобретения

Устройство для измерения усилий, содержащее генератор, подключенный к формирователю, и последовательно соединенные магнитоупругий датчик, коммутатор, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя, и регистратор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены последовательно соединенные дифференциальный усилитель и интегратор, причем один из входов дифференциального усилителя подключен к выходу генератора, другой - к выходу формирователя, а выход интегратора соединен с входом датчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Электрические измерения неэлектрических величин. Под ред.

П.В. Новицкого. Л., "Энергия", 1975, с. 475, рис. 13-20 а.

2. Патент франции h 2275761, кл. С 01 Е 1/12, опублик.1976 (прототип).

918800

Составитель И. Панин

Редактор В. Данко Техред Л. Пекарь Корректор В. Бутяга

Заказ. 2123/24

Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета -СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, N-35, Раушскав наб., д. 4/5

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