Устройство для измерения усилий Советский патент 1985 года по МПК G01L1/12 

I

Изобретение относится к измерени усилий с помощью.магнитоанизотропны датчиков и может быть использовано в прокатном производстве и в других отраслях .хозяйства для измерения и контроля усилий.

Целью изобретения является повышение точности измерения. V, На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемогй устройства; на фиг.2 - типичный вид производной корреляционной функции R () .

Устройство содержит магнитоанизотропный преобразовател 1 с обмоткой возбуждения 2, дополнительной обмоткой 3 и измерительной обмоткой 4 кварцевый генератор 5, делитель час тоты 6, управляемый усилитель мощности 7, выпрямительный узел 8, термостабильный источник опорного

напряжения 9, дифференциальный кас-. кад 10, согласующий каскад 11, фильтр основной гармоники 12, фазо.чувствительный выпрямитель 13, регу : лируемый узел задержки 14, дифференциатор 15, .перемножитель 16, второй интегратор 17, первый интегратор 18, цоказыв:ающий прибор 19.

Устройство работает следующим образом. .

Задающеее напряжение кварцевого генератора 5 через делитель частоты 6 подается на управляемый .усилитель мощности 7, выходноенапряжение которого посредством обмотки возбуждения индуктирует в измерительной обмотке 4 ЭДС, величина которой будет изменяться в зависимости от величины прикладываемой нагрузки к магнитоанизотропному преобразователю. Выходной сигнал с измерительной обмотки 4 поступает черюз согласующий каскад 11 на фильтр основной гармоники -12. Напряже-ние отфильтрованного сигнала будет иметь сдвиг фазы по отношению к .фазе возбуждающего напряжения, в обмотке возбуждения 2. По этому появляется необходимость в фазочувствительном детектировании измеряемого сигнала с автоподстройкой фазового сдвига, возни-кающего как в самом магнитоанизотропном преобразователе 1, так и в согласуЛщем каскаде 11, и в фильтре основной гармонии 12. Для этого сигнал с фильтра основной гармоники 12 поступает на сигнальный вход

51982

фазочувствительного выпрямителя 1 3 и на дифференциатор 15. Одновременно с продифференцированным сигналом на соответствующий вход перемножи5 теля 16 поступает напряжение опорной частоты делителя частоты 6, и на выходе интегратора сформируется сигнал производной корреляционной функции RCf) (фиг.2) .С помощью 10 сигнала данной функции будет авто. матинески устанавливаться необходимая задержка в регулируемом узле задержки 14, на вход которого поступает напряжение опорной частоты 15 делителя частоты 6, а на другой регулирующий вход - производная корреляционной функции. В результате этого на управляющий вход фазочув ствительного выпрямителя 13 поступает управляющее напряжение, устраняющее погрешности измерения, которые возникают из-за неправильной установки сдвига по времени в ре гулируемом узле задержки 14. Если 25 задержка больше или меньше фазового сумматррного. сдвига Т в магнитоанизотропном преобразователе и в измерительном тракте, то фазо- чувствительный выпрямитель будет 30 искажать форму измеренного и отфильтрованного сигнала из-за н§современной коммутации ключей фазочувствительного вьшрямителя, и тогда после интегратора 18 на показывающем приборе 19 можно зафиксировать нелинейность выходной характеристики устройства.Как видноиз фиг.2,прОизво ная корреляционной функции меняет знак в зависимости от знака р.аз.ностиС Т.-)между временем прохождения сигнала в магнитоанизотропном преобразователе и в измерительном тракте и задержки , выставленной в регулируемом узле задержки 14. Таким 5 о&разом, сигнал R(t) служит мерой рассогласования по задержке. Он подается на регулирующий узел задержки 14 и регулирует задержку так, что в случае положительного Q сигнала R (t) T-g- должна увеличиваться и наоборот в противном случае.

Погрешности измерения усилий возникают также из-за зависимости выходного Напряжения магнитоанизот 5 тройного преобразователя от температуры окружающей среды. При исполь зовании магнитоанизотропных преобразователей при измерении нагрузок 3 на тросовую систему вертолетов сельскохозяйственной авиации перепад температуры окружающей среды достигает . Для стабилизации работы магнитеанизотропного преобразевателя в таком диапазоне изменения, температуры окружающей среды стабили зируется изменение магнитного поток в сечении охватываемом обмоткой возбуждения 2 и дополнительной обмоткой 3 посредством контура термостабилизации. При поступлении тока от управляемого усилителя мощности на обмотку возбуждения 2 в магнитоанизетропном преобразователе 1 создается переменный магнитный поток, который индуцирует в дополнительной обмотке 3 ЭДС. Значение ЭДС дополнительной. обмотки детектируется в выпрямительном узле 8 и подается на первый вход дифференциального каскада, на второй 98 вход которого подается напряжение с термостабильного опорного напряжения 9, пропорциональное изменению температуры магнитоаннзотропноге преобразователя. В зависимо -ги от разности прикладьшаемых к входам дифференциального каскада 10 напряжения между значением напряжения от терместабнльного источника опорного напряжения 9 и значением напряжения, снимаемого с дополнительного обмотки 3 на выходе дифференциального каскада 10, будет вырабатываться величина тока, пропорциональная разности перепада температуры. Тек с дифференциального .каскада 10 управляет величиной тока управляемого усилителя мощности 7, воздейст;Ьуя на управляющий вход данного усилителя мощности и тем самым стабилизируя магнитный поток в магнитоанизотропном преобразователе 1 при изменении температуры в нем.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ, содержащее магнитоанизотроп- преобразователь с обмоткой воз буждения и обмоткой измерения, соеди HeHiHofi с согласукицим каскадом, включенным последовательно, с фильтром основной гармоники, фазочувствительным выпрямителем, интегратором, показывающим прибором, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено кварцевым генератором, делителем частоты, управляемым усилителем мощности, регулируемым .узлом задержки, вторым интегратором,. перемножителем, дифференциатором, причем выход кварцевого генератора соединен с входом делителя, частоты, выход которого . .соединен с первь1м входом регулируемого узла задержки, первым входом перемножителя и первым входом управляемого усилителя мощности,, выход которого соединен с обмоткой возбуждения магнитоанизотропного преобразователя, а выход регулируемого узла задержки соединен с вторым входом S фазочувствительного выпрямителя, . kn второй же вход регулируемого узла задержки соединен с выходом второго интегратора, вход которого подключен к выходу переь4ножителя, соединенного вторым входом с выходом дифференциатора, вход которого соединен с выходом фильтра основной гармоники. СО СП со 00

- i

Фиг. 2