Динамометр Советский патент 1983 года по МПК G01L1/04 

2, Динамометр по п. 1, отличающий ся тем, что в него введена система автоматической установки нуля, состоящая из исполнительного механизма возврата подвески и связанного с ним переключателя нагрузки, который подключен к выходу усилителя-преобразователя.

1.ДИНАМОМЕТР,содержаший уп ругую подвеску , цепь компенсации е$ жесткости, усилитель, ко входу которого подключен датчик смещения подвески, связанный с подвеской элект1Ьомеханический : , преобразова тель и регистрирующий прибор, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения при изменяющихся внешних условиях, в него введены генератор опорных сигналов,Фазовый детектор, усилитель -ппео 1Г1азовател ь , фильтр нижни частот, контур адаптации, состоящий из генератора пробных сигналов, второго электромеханического преобразователя, связанного с подвеской, : электронной модели динамометра, двух фильтров, схемы сравнения и усилительно-преобразовательного устройства, при этом усилитель выполнен с регулируемым коэффициентом усиления, его выход через последовательную цепочку из фазового детектора и усилителя-преобразователя соединен с первым электромеханическим преобразователем и входом первого фильтра, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, генератор проб ных сигналов подключен ко второму электромеханическому преобразователю и через последовательную цепочку из электронной модели динамометра и второго фильтра - ко второму входу схемы сравнения, выход которой через усилительно-преобразовательное устройство подключен к управляющему входу усилителя, а регистрирунжций прибор через фильтр нижних частот подключен к выходу усилителя-преобразователя.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения микроуоилий в среде с сушественно меняющимися внешними условиями, в частностей при измерении тяги микродвигателей в том числе я электрореактивных.

Известны динамометры, содержащие упругую подвеску, преобразователь деформации упругой подвески и регистрирующий прибор. Упругая подвеска должна обладать минимальной механической жесткостью, что . позволяет получать достаточно большие перемещения подвески при действии измеряемых усилий. Одним из способов уменьшения .механической жесткости уцоугой подвески является введение отрицательной жесткости Cll

Однако при изменении внешних условий нестабильность сум арной жесткости приводит к снижению точности измерений.

Наиболее близким по технической суьдности к изобретению является динамометр , содержащий упругую подвеску , цепь компенсации ее жесткости, усилитель ко входу которого подключен датчик смегаения подвески, связанный с подвеской электромеханический преобразователь и регистрирующий прибор С21с

ОсновнЕлм недостатком этого динамометра является снижение точности измерений, обусловленное нестабильностью суммарной жесткости при изменении внешних условий и параметров компенсации.

Цель изобретения - повышение точности измерения при изменяющихся внешних условиях.

Поставленная цель достигается тем, что в динамометр введены генератор опорных сигналов, фазовый детектор, усилитель-преобразователь, фильтр нижних частот, контур адаптации, состоящий из генератора пробных сигналов, второго электромеханического преобразователя, связанного с подвеской, электронной модели динамометра, двух фильтров, схемы сравнения и усилительно-преобразовательного устройства, при этом усилитель выполнен с регулируемым коэффициентом усиления; его выход через посагедовательную цепочку из фазового

детектора и усилителя-преобразователя соединен,с первым электромеханическим преобразователем и входом первого фильтра, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, генератор пробных сигналов подключен ко второму электромеханическому преобразователю и через последовательную цепочку из электронной модели

О динамометра и второго фильтра - ко-второму входу схемы сравнения, выход .которой через усилительно-преобразовательное устройство подключен к управляющему входу усилителя, а регистC рирующий прибор через фильтр нижних частот подключен к выходу усилителяпреобразователя. Кроме того, введена система автоматической установки нуля, состоящая из исполнительного механизма возврата подвески

0 и связанного с ним переключателя нагрузки, который подключен к выходу усилителя-преобразователя.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого динамометра.

5 Динамометр состоит из упругой

I подвески 1, датчика смещения подвески 2, связанного с подвеской первого электромеханического преобразователя 3, усилителя 4, фазового детектора 5, генератора опорного сигнала б, усилителя-преобразователя 7, фильтра нижних частот 8, регистрирующего прибора 9.

Контур адаптации включает генера5.тор пробных сигналов 10, электронную модель динамометра 11, второй электромеханический преобразователь 12, фильтры 13 и 14, схему сравнения 15, усилительно-преобразовательное устройство 16.

в динамометре с помощью переключателя 17 н повторно-кратковременном режиме подключается исполнительное: , устройство 18 системы автоматической установки нуля.

Устройство работает следующим образом.

Приложение внешней-силы F вызывает смещение упругой подвески 1 от нулевого положения. Это смещение с помощью датчика смеиения 2 преобразуется в электрический сигнал, представляющий собой высокочастотные модулированные колебания. Этот сигнал усиливается усилителем 4 и поступс1ет

на фазовый детектор 5. Необходи1| ый для работы фазового детектора опорный сигнал залается генератором опорного сигнала 6. Фазовый детектор 5 выделяет из высокочастотного модулированного сигнала низкочастотный сигнал, амплитуда которого пропорциональна величине смещения упругой подвески, а фаза - направлению смещения. Этот низкочастотный сигнал подается на усилитель-преобразователь 7 где происходит усиление по мощности. Усиленный сигнал через Лильтр низких частот 8 поступает на регистрирующий прибор 9, проградуированный в единицах измеряемых усилий. Одновременно сигнал с усилителя преобразователя 7 через первый электромеханический преобразователь 3 воздействует на упругую подвеску 1 в виде сигнала положительной обратной связи. Действие положительной обратной связи аналогично приложению к упругой подвеске 1 дополнительной силы, пропорциональной смещению и действующей в направлении смещения подвески. Это означает ЧТО в систему вводится отрицательная жесткость и таким образом реализуется цепь компенсации жесткости.

Действие контура адаптации осу ществляется следующим образом.

Сигнал с генератора пробных сигналов 10 подается на электронную модель динамометра 11, собранную из стабильных элементов и имеющу.э заданные динамические свойства динамометра от первого электромеханического преобразователя 3 до фильтра нижних частот8, и одновременно через .второй электромеханический преобразователь 12 на вход динамометра. Реакции модели и динамометра на пробный сигнал через фильтры 13 и 14 поступают на схему сравнения 15, а |с нее - на усилительно-преобразовательное устройство 16, которое изменяет коэффициент передачи усилителя 4 таким образом, чтобы сигнал на выходе схемы сравнения 15 стал рав- нш нулю. Таким образом, суммарнгш жесткость устанавливается на уровне стабилизируемой величины и устраняются погрешности измерения, вносикые нестабильностью параметров динамометра, т.е. повышается точность из,мерения.

Для устранения ухода нуля введена система автоматической установки нуля, которая работает в повторнократковременном режиме, для чего с помощью переключателя 17 отключается измеряемое усилие с одновременным подключением исполнительного устройства 18, возвращающего датчик перемещения в нулевое положение.

Предлагаемый динамометр может иметь любую желаемую суммарную жесткость, что позволяет повысить точность измерений по с завнению с прототипом, в широком диапазоне внешних условий, когда последние существенно влияют на жесткость упругой подвески динамометра.