Устройство для измерения усилий Советский патент 1984 года по МПК G01L1/12 

Изобретение относится к измерению неэлект рических величии и может быть использовано в приборах и системах для измерения усилий. По основному авт. св. № 690335 известно устройство для измерения усилий, содержащее т-фазный линейный сектор, равномерную изме рительную обмотку, ферромагнитный сердечник, воспринимающий измеряемое усилие, блок регистрации, а также включенные последовательно фильтр, фазовый детектор, источник управляемого тока и две подмагничивающие обмотки, включенные по дифференщ1альной схеме и расположенные с возможностью взаимной ориентации относительно статора, причем вход фильтра подключен к измерительной обмотке. Принцип действия устройства основан па измерении характеристик ЭДС от скачков Баркгаузена, возникающих при перемагничивании ферромагнитного сердечника линейным статором. Цепь, содержаuuiH подмагничивающие обмотки, фильтр, фазовый детектор и источник управляемого тока, служит доя уменьщепия периодической гюмехи, возникающей ввиду неидеальности конструктивных параметров устройства. Умень шение помехи достигается за счет насыщения части сердечника, расположенной в зоне измерительной обмотки 1. Однако известное устройство отличается недостаточной степенью подавления помехи, что ограничивает порог чувствительности устро ства, Приюшп подавления помехи, реализуется в полной мере, когда щирина границы между насыщенным и перемагничиваемым участками ферромагнитного сердечника бесконеш о мала, т.е. распределение напряженности подмагш1чивающего поля вдоль оси сердечника имеет пря моуголь} ую форму. Реальное же распределение поля каждой из подмагншшвающих обйоток имеет колоколообразный вид. Цель изобретения - уменьшение порога . чув ствительности. . Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения усилий снабжено двум дополнительпыми обмотками, расположенными между подмагничивающими обмотками и вклю ченными последовательно с югми, каждая нз которых выполнена из двух 1щентищ1ых секци включенных между собой встре шо, причем ближние к подмагничивающим обмоткам секции дополнительной обмотки включены соглас но с ними, а число витков каждой секции равно половине числа витков подмагничивающих обмоток. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2-4 - графики распределения полей вдоль ферромагнитного сердечника, иллюстрируюидае принцип работы устройства. Устройство для измерения усилий ГсЬиг, 1) вклюЧ(;ет т-фазный ли}1ейный статор 1, равномерную зрительную обмотку 2, ферромагнитный сердечник 3, воспринимающий измеряемое усилие Р, блок 4 регистрации, подмагршчивающие обмотки 5 и 6, источник 7 управляемого тока, фазовый детектор 8, фильтр 9, секции 10 и 11 первой дополнительной обмотки, а также секции 12 и 13 второй дополнительной обмотки. Как видно из фиг.1, фильтр 9, фазовый детектор 8, источник 7 управляемого тока и подмагничивающие обмотки 5 и 6 соединены последовательно, а вход фильтра 9 подключен к измерительной обмотке 2, Кроме того, подмагничивающие обмотки 5 и 6 установлены с возможностью . взаимной ориентации относительно статора 1 и включены по дифференциальной схеме. Обе дополнительные обмотки, вьшолненные в виде двух идентичных секций (соответственно 10 и 11, 12 и 13), включенных встречно, расположены между подмагничивающими обмотк-ами 5 и 6, причем включены последовательно сними. Ближ1ше к подмагничивающим обмоткам 5 и 6 секции (соответственно 11 и 13) включены согласно с ними, а число витков каждой секции 11-13 равно половине числа витков подмагничивающих обмоток 5 и 6. Устройство работает следующим образом. Линейный статор 1 создает поле, перемагнишвающее сердечник 3. В измерительной обмотке 2 наводится ЭДС от скачков Баркгаузена, поступающая далее в блок 4 регистрации. Измеряемое усилие Р создает растягивающие напряжения в сердечнике 3, вследствие чего изменяются характеристики ЭДС от скачков Баркгаузена и, соответственно, показания блока 4 регистрации. На выходе измерительной обмотки 2 возникает также периодаческая помеха с частотой питания статора I. Эха помеха выделяется фильтром 9 и поступает на вход фазового детектора 8, который управляет работой нсточ шка 7 тока. Последний создает в нодмагничивающих обмотках 5 и 6 постоянный ток такой величины, чтобы величина помехи была минимальной. Это достигается путем изменения перемагничиваемого участка сердечника 3 за счет частшшого его насыщения полями обмоток 5 и 6. Роль дополнительных обмоток, образуемых секциями 10 и 11, а также 12 и 13, сводится к следующему. Н графиках (фиг. 2 и 3) Н(х) - подмагничивающее поле; Н2(у) - поле линейного статора; HsW суммарное ноле, равное Я,() ; .х - координата, совпадающая с осью ферромагнитного сердечника 3 (фиг. 1). На, фиг, 2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ по авт. св. № 690335, отличающееся тем, что, с целью уменьшения порога чувствительности, оно снабжено двумя дополнительными обмотками, расположенными между подмагничивающими обмотками и включенными последовательно с ними, каждая из которых выполнена из двух идентичных секций, включенных между собой встречно, причем ближние к подмагничиьающим обмоткам секции дополнительной обмотки включены согласно с ними, а число витков каждой секции равно половЙи числа витков подмагничивающих обмоток. (П