Устройство для измерения натяжения Советский патент 1983 года по МПК G01L5/10 

Изобретение относится к измеритепьгной технике и может быть использовано дпя контропя натяжения полосы в устройствах дпя автоматического регулирования прокатных станов.

Известно устройство дпя измерения натяжения, содержащее два сумматора, источник переменного напряжения, фазовращатепи, фазовый детектор, измер тепьное устройство, модупяторы и преобразователь 1..

Недостатком этого устройства явпяется то, что оно не имеет средств компенсации погрешности, вызванной нелинейностью характеристики, которая проявляется при существенном увеличении диапазона измерений.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения натяжения попосы, содержащее измерительный ролик, две упругие опоры, выполненные в виде корпусов подшипников на каждой из которых размещены упругие перемычки, жесткие рамы, измеритель усилий, нажимной винт и контргайка, причем упругие перемычки присоединены к жестким рамам, а поверхность силоизмерительного датчика контактирует с нажимным винтом с контргайкой, установленными на корпусе подшипника 2J, : Недостатком данного устройства является то, что предельное значение заданного натяжения, установленное с помощью нажимного винта, осуществляется за счет упругих деформаций перемычек. При действии на измерительный ролик усилия, которое может превышать предельное измеряемое значение, упругие перемычки испытывают дополнительную деформацию. При этом возникает остаточная величина деформации при сбросе нагрузки, вызванная превышением значения удельных деформаций при сравнительно малых сечениях перемычек и особенно в местах сочленения с жесткой рамой Увеличение же сечения перемычек снижает точность измерения датчика. Для обеспечения работос:л собности устройства необходимо либо снизить диапазон измерений (нагружений) на упругие перемычки, либо уменьшить точность измерения увеличением сечения перемычек. Кроме этого, нажимной винт не обеспечивает расширение диапазона измерения, так как при воздействии tra подшипникоЬую опору с одной стороны и на плоскость сипоиз- меритеп1 ного датчика с другой сторо5вы производится смещение предела идмерения. диапазон измерения силоиэмерительного датчика остается неизменным. При этом наличие составляющих основной погрешности (нелинейность, г стерезис и т.п.) ухудшает точностные параметры устройства измерения.

Целью изобретения является расширение диапазона измерения.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения натяжения, содержащем измерительный ролик,, упругие опоры, выполненные в виде корпусов подшипников, соединенные упругими перемычками с жесткой рамой, измерительный блок и силоизмеригельный датчик, контактирующий одной плоскостью с корпусом подшипника, а другой - с нажимным винтом с контргайкой, введены два сумматора, задатчик, два ключа, нуль-орган, элемент НЕ, вторые измерительный блок и силоизмерительный датчик, аналогично первому связанный с дополнительным нажимным винтом с ко тргайкой, установленным по оси приложения силы с другой cTojwHbi подшипни. ка, при этом входы силоизмеритеЛьных датчиков соединены с источником переменного напряжения, выходы - с соответствующими входами измерительных блоков, выход второго измерительного блока через второй ключ соединен с оанйм входом второго сумматора, другой вход которого соединен через первый ключ с выходом первого сумматора, один вход которого соединен с задатчиком, а другой - с выходом первого измерительного блока, причем выходы обоих измерительных блоков соединены с входами нуль-органа, выход которого соепинен с управляющим входом второго ключа и через элемент НЕ - с управляющим входом первого ключа.

На фиг. 1 представлена конструкция угн ругой опоры измерительного ролика; фиг. 2 бпок-схема устройства; на фиг. 3 - график, работы устройства.

Устройство для измерения натяжения полосы содержит измерительный ролик 1 две упругие опоры, выполненные в виде корпусов подшипников 2, соединенные упругими перемычками 3 с жесткой рамой 4. На раме 4 закреплены сипои мерительные датчики 5 и 6, одна поверх ность которых контактирует с корпусом подшшшика, другая поверхность у 5, установленного над корпусом notH швпннка, соединена с установленным ва верхнем корпусе ремы нажимным винтом 7 с контргайкой 8, а у датчика 6, устаковпенного под корпусом подшипника, сое динена с дpyгmv нажимным винтом 9 с контргайкой -10, закреппенным на нижней части корпуса рамы. В качестве силоизмеритепьных датчиков могут быть исполь зованы преобразователи усилия в сигнац переменного тока, например, магнитоанизотропные датчики. Каждый силоизмерительный датчик содержит одну первичную обмотку, подключенную к блоку 11 питаНИИ, и две вторичных, включенных встреч но между собой и соединенных со своими измерительными блоками 12 и 13. Кроме этого, устройство содержит задатчик 14, нуль-орган 15, первый сумматор 16 элемент НЕ 17, два ключа 18 и.19 и второй сумматор 20. При отсутствии нагрузки на измерительный ропик 1 сЕлоизмерительнь1й датгчик 5 поджимается нажимным BHHTONI 7 - до своей предельной нагрузки, величина которой контролируется по выходному, сигналу силоизмерительного датчика 5. Выходной сигнал датчика 5, пропорциоцальный предельному значению усилия, . сравнивается на входе сумматора 16 с заданным значением сигнала, поступающего с выхода задатчика 14. При наличии нулевого сигнала на выходе сумматора 16 поджатие датчика 5 прекращается и нажимной винт 7 стопорится KOHTJVгайкой 8. Затем поджимается силоизмеритепьный датчик 6 .с помощью нажимного винта 9 и контролируется алектричео кий сигнал на выходе измерительнсячз блока 13. В момент появления изменяющегося сигнала на выходе этого блока в функции таменения положения нажимного винта 9, что соответствует начальной точке выходной х(арактеристики силоиэмерительвого датчика 6, нажимной винт 9 стопорится контргайкой 10. Силоизмерительный датчик 5 устанавливается с предельным значением измеряемого ус1ан лия равным Н.-НР ГдаРн,. Рн4 -величина предельного зна чения усилия, измеряемой го соответственно датчиками 5 и 6; -соотношение усилий дат чиков 5 и 6. При увеличении нагрузки Р, действующей на измеритепьный родик со стороны полосы, происходит деформаига упругих перемычек 3. При .этом снимается на- j грузка с силоизмеритепьного датчика 5. Одновременно начинает нагружаться датчик6. Сигнал и (фиг, 3) на выходе измерительного блока 12 уменьшается, а на выходе измерительного блока 13 увеличивается. При их равенстве значению Рц , заданному задатчиком 14, нуль-орган 15 формирует сигнал управления (кривая 4), который обеспечивает включение второго ключа 19 и выключение первого ключа 18 через элемент НЕ 17. Так как ключ 18 первоначально включен, то на первый вход сумматора подается сигнал, изменяющийся в функции действующего на измерительный ролик 1 . На выходе .сумматора 2О (кривая З), который является выходом измерителя натяжения, полосы, контролируется , пропорциональное значению измеряемого усилия Pj,g. При включении ключа 19 на другой вход сумматора ,20 подается сигнал, пропорциональный усилию, действующему на силоизмерительный датчик 6. Измеритель натяжения полосы контролирует усилие, значение которого превышает Силоизмернтельный датчик 5 разгружается полностью, а выходной сигнал с его выхода отключается от соответствующего входа сумматора 20. Таким образом, в момент переклк чения ключей 18 и 19 выходной сигнал измерите ля остается постоянным, причем малые усилия, действующие на ролик 1, измеряются силоизмерительным датчиком 5, а большие - датчиком 6. С помощью нажимных винтов 7 и 9 обеспечивается установка необходимого (пикейного) участка характеристик Датчике S и 6. Предлагаемое устройство позволяет измерить натяжение полосы с достаточ:Ной точностью в широком диапазоне (до 1:20) юменения натяжений, вызванных изменением сортамента прокатываемых полос. Повышение точности измерения в устройстве обеспечивается за счет мень ших деформаций упругих перемычек при опвовреме&ной защите от перегрузок датчика, работающего на уменьшение измеряемых на нехю усилий.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ 1 ЗМЕРЕ. НИЯ НАТЯЖЕНИЯ, содержащее измерив тепьшай ропик ухфугие опоры, выпопке иые в виде корпусов подшипников, соед веввые упругшлв пвремь1чками с жесткой рамой, вэмеритепьвнЁ блок к снпотЕЭмервтепьЕЫй датчик, контактирующий одной ппЕосхостью с корпусом подшипника, а -другой - с важвмЬым винтом с контргайкой, о т п и ч а ю щ е е с я тем, 4to, с цепью расширения диапазона иэмеренВ11| в него введены два сумматора, задатчик, два ксюча, нуль-орган, элемент НЕ, вторые взмеритепьный бпсж и сипоизмеркн тепьвый датчик, анапогичнб первому связанный с дополнительным нажимным вин:том с контргайкой, установленным по оси прйложенвя свпы с другой стороны по :шипника, при этом входы снлоизмеритепьных датчиков соединены с источником переменного напряжения, выходы - с со ответствующими входами измерительных блоков, выход второго измерительного блока через второй ключ соединен с одним входом/второго сумматора, другой вход которого соединен через первый йпюч с выходом вервого сумматора, один о @ которого соединен с задатчиком, а другой - с выходом первого измеритель(Л С нсхго блока, гфичем выходы обоих измерительных блоков соединены с входами вул1у-рргана, выход которого соединен с у11равляющ1П1 входом второго ключа и через элемент НЕ - с управляющим входом .первого ключа.