Устройство для измерения физических величин Советский патент 1985 года по МПК G01R19/22 

«аь

СО

со

Ji

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при измерении линейных или угловых перемещений объектов.

По основному авт.св. № 1046697 известно устройство для измерения физических величин, содержащее датчик измеряемой величины с первичной обмоткой, подключенной к выходу источника питающего напряжения, двумя вторичными обмотками, соединбнньми между собой встречно-последовательно и подключенными к одному из входов фазочувствйтельного вольтметра, и подвижным магнитопроводом, механически связанным с контролируемым , объектом, трансформатор с идентичными одноименным элементам датчика измеряемой величины первичной обмоткой, подключенной к выходу источника питающего напряжения, двумя вторичными обмотками, соединенн№ш между собой согласно-последовательно и подключенными к другому входу фазочувствительного вольтметра, и магнитопроводом, зафиксированным в области рабочего участка трансформатора lj .

Недостаток известного устройства заключается в зависимости его выходного напряжения от температуры окружающей среды, что снижает точность измерения. Так, в реальных условиях датчик (чувствительный элемент) устанавливается на конструкции объекта со стороны помещенияj где температура окружающей средал изменяется незначительно, тогда как сама конструкщия объекта находа1тся в условиях, где Температура окружающей среды из- меняется в больших интервалах при смене времени года и времени суток. Поэтому показания устройства изменяются пропорционально приложенной силе (растяжения или сжатия) и изменениям температуры окружающей средь. i: Цель изобретения - повышение точности измерения путем исключения систематической погрешности от изменения температуры окружающей среды

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения физических величин, содержащее датчик измеряемой величины с первичной обмоткой, подключенной к выходу-;. источника питающего напряжения, двумя вторичными обмотками, соединенньа и между собой встречно-после.довательно и подключенными к одному из входов фазочувствйтельного вольтметра, и подвижным магнитопроводом, механически связанным с контролируемым объектом, трансформатор с идентичными одноименным элементам дйтчика измеряемой величины первичной обмоткой, подключенной к выходу источника питающего напряжения, двумя вторичными обмотками, соединенными между собой согласно-последовательно и подключенными к другому входу фазочувствйтельного вольтметра, и магнитопроводом, зафиксированным в области рабочего участка трансформатора, введен датчик компенсирующего сигнала, идентичный по конструкции датчику измеряемой величины и расположенный к нему под прямым углом, причем вторичные обмотки обоих датчиков включены между собой встречно-параллельно.

На чертеже представлена функциональная схема предложенного устройства для измерения физических величин.

Устройство содержит датчик 1 (дифференциальный индуктивный преобразователь) измеряемой величины с первичной 2, вторичными 3 и А обмотками и подвижньм магнитопроводом 5, трансформатор 6 с идентичнь от одноименным элементам датчика 1 первичной 7, вторичными 8 и 9 обмотками и неподвижньм магнитопроводом 10, датчик 1t компенсирующего сигнала с первичной 12, вторичными 13 и 14 обмотками и подвижным магнитопроводом 15, фазочувствительный вольтметр 16 Позицией 17 на схеме обозначен контролируемый объект.

Первичные обмотки 2, 7 и 12 подключены к выходу источника (не показан) питающего напряжения Up . Втричные обмотки 3,4 и 13,14 соединены попарно встречно-последовательно, а вторичные обмоткИ 8 и 9 - согласно-последовательно. Соединенные попарно вторичные обмотки 3,4 и 13, 14 подключены к одному из входов фазочувствйтельного вольтметра 16. Вторичные обмотки 8 и 9 подключены к другому входу фазочувствйтельного вольтметра 16, Магиитопровод 5 механически связан с контролируемь1м объектом 17. Магнитопровод 10 зафиксирован в области рабочего участка трансформатора 6. Датчик 11 компенсирующего сигнала расположен под прямым углом к датчику 1 измеряемой величины.

Устройство работает следующим образом.

При воздействии на контролируемый объект физической величины (например, силы Р растяжения или сжатия подвижный магнитопровод 5 датчика 1, установленного на контролируемом объекте 17 вдоль действия приложенной силы Р, перемещается относительно своего нейтрального положения на величину, пропорциональную величине приложенной силы Р. В результате на выходе датчика 1 (на его вторичных обмотках 3 и 4) образуется переменное напряжение, амплитуда которого пропорциональна величине приложенной силы Р, а также отклонению темпе ратуры окружающей среды от ее номинального () значения, а фаза опр деляет направление приложенной силы Р, т.е. растяжение или сжатие. Одновременно подвижный магнитопровод 15 датчика 11 компенсирующего сигнала, установленного на контролируемом объекте 17 перпендикулярно направлению приложенной силы Р, перемещается относительно своего нейтралького положения на величину, пропорциональную отклонению температуры окружающей среды от ее номинального значения. В результате на выходе датчика 11 (на его вторичных обмотках

13 и 14) образуется переменное напряжение, амплитуда которого пропорциональна отклонению температуры окружающей среды от ее номинального значения. Суммарное напряжение на общем выходе датчиков 1 и 11 определяется только величиной, приложенной к контролируемому объекту 17 силы Р, так как в результате встречно-параллельного включения совокупностей вторичных обмоток этих датчиков пропорциональные отклонения температуры окружающей среды от ее номинального значения взаимно компенсируются. Суммарное выходное напряжение датчиков 1 и 11 поступает на сигнальный вход фазочувствительного вольтметра 16. Напряжение, образованное на выходе трансформатора 6, синфазное с суммариьм выходным напряжением датчиков 1 и 11, подается на опорный вход фазочувствительного вольтметра 16. В результате на выходе последнег образуется постоянное напряжение, величина которого пропорциональна величине приложенной силы Р, а знак соответствует направлению ее действия (растяжению или сжатию).

Применение предложенного устройства для измерения физических величин позволяет исключить систематическую погрешность измерения от изменения температуры окружающей среды.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ М13ИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН по авт.св. № 1046697, отличающееся 77 :: W i . /;.чл тем, что, с целью повютения точности измерения путем исключения систематической погрешности от изменения температуры окружающей среды, в него введен датчик компенсирующего сигнала, идентичный по конструкции датчику измеряемой величины и расположенный к нему под прямьм углом, причем вторичные обмотки обоих датчиков включены между собой встречно-параллельно.