Силоизмерительное устройство Советский патент 1986 года по МПК G01L1/12 

1

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в системах и устройствах автоматического измерения сил, массы, давлений.

Цель изобретения - повьшение точности измерения усилий магнито- упругими дифференциальными сило- измерителями за счет исключения погрешностей,вносимых входным трансформатором источника питания, температурной погрешностью вьшрями- теля выходного сигнала и погрешностей суммирования сигналов не-, скольких силоизмерителей.

Па фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - конструкция одного из видов дифференциально-дроссельного силоизмери- теля.

Устройство представляет собой диференциально-дроссельный магнито- унругий силоизмеритель 1 с нагружаемым 2 II разгр1 7каемым 3 магнито- проводами. 0): молсет быть один, но при необкод1шости их может быть HecKoj bKo. Па нагружаемом магнито- прОБОде 2 размещены четные 4 и нечетные 5 обмотки. Соответственно на разгружаемом магнитопроводе 3 расположены четные 6 и нечетные 7 обмотки. Начала четных обмоток 4 соединены с. выходом ключевого элемента 8 непосредственно, а четных обмоток 6 - через защитный диод. Соответственно начала нечетных обмоток 5 соединены с выходом ключевого элемента 9 непосредственно, а не че.тных. обмоток 7 также через защитный диод. Унравляющий электрод первого ключевого элемента 8 соединен с выходом 10 четных полупериодов, а второго кл1очевого элемента 9 - с выходом 11 нечетных полу- нернодов задающего симметричного мультивибратора 12 частоты питания. Входы обоих ключей 8 и 9 соединены со стабилизатором 13 постоянного напряжения. Концы всех обмоток 4 и 5 нагружаемого или нагружаемых магнитопроводов 2 соединены с нагрузочным резистором 14, а KOHII JI всех обмоток 6 и 7 разгружаемого или разгружаемых магнитонроводов 3-е нагрузочным резистором 15. Меду точкой 16 резистора 14, соединенной с обмотками 4 и 5 и трчкой 17 резистора 15, соединенной с об5

6679

мотками 6 и 7, включен измерительный прибор 18.

Устройство работает следующим образом.

5 При подключении к энергосети стаб1-шизатора 13 постоянного напряжения на его выходе появляется соответствующее напряжение. Одновременно начинает работать задающий

мультивибратор 12 частоты питания. 3 один из нолупериодов (условно назовем его четным) на управляющий электрод ключа 8 (транзистор, работающий в режиме насыщения, семистор

или другой элемент ключевого тина) с выхода 10 задающего генератора 12 поступает потенциал, открывающий ключ 8. Через обмотки 4 и б, распо- ложе1шые, соответственно на четных

0 стержнях нагружаемого 2 и разгружаемого 3 магнитопроводов, проходит ток, который наводит магнитные потоки, направленные против часовой стрелки (фиг. 2, пунктир). Далее ток проходит через резисторы 14 и 15- и с HIIX - на стабилизатор 13. При этом на резисторах 14 и 15 возникает падение напряжения, соответствующее величинам токов в об30 мотках 4 и 6. Разность потенциалов между точками 16 и 17 при этом будет тем больше, чем больше различаются токи резисторов 14 и 15, т.е. большее усилие воздействует на

5 силоизмеритель.

В следующий (He4eTHbwj полуне- риод ключ 8 закрывается, а ключ 9 открывается. Ток течет по обмоткам 5 и 7, расположенным на нечетных

40 стержнях магнитопроводов 2 и 3, и наводит в них магнитный ноток, направленный по Часовой стрелке (фиг. 2, сплошная линия). Так как обмотка 5 нагружаемого магнитонро45 вода соединена с тем же резистором 14, ч:то и обмотка 4, направление тока в резисторе в этом (нечетном) полупериоде остается тем же, что и в предьщущем полупериоде. Пульсации

50 напряжения на нем практически отсутствуют. Ан:алогичные процессы происходят в разгружаемом магнитопроводе, обмотке 7 и резисторе 15. При отсутствии измеряемого уси55 ЛИЯ нагрузки на магнитонроводы 2 и 3, создаваемые предварительным на- груженнем (путем завинчивания гайки на центральном штоке), равны.

одинаковые токи в обмотках 4 и 6, 5 и 7, разность потенциалов между точками 16 и 17 равна нулю.

Под воздействием измеряемого усилия токи в обмотках 4 и 5, расположенных на нагружаемом магнито- проводе 2, увеличиваются, а в обмотках 6 и 7 на разгружаемом под воздействием измеряемого усилия Р магнитопроводе 3 уменьшаются. Соответственно изменяется и разность потенциалов между точками 16 и 17, регистрируемая прибором 18.

На фиг. 1 ключевые элементы 8 и 9 имеют по два выхода, на одном из которых включен диод, предназначенный для защиты схемы от шунтирования измерительного прибора 18 парой обмоток (например 5 и 7 или 4 и 6) в моменты, когда питающий их ключ закрыт. В этом случае возникает паразитная цепь Сиапример точка 16, обмотка 5, вход запертого ключа 9, обмотка 7, точка 17), вызывающая резкое снижение уровня полезного сигнала. Эта же задача (исключение шунтирования прибора) может быть решен путем использования четырех ключей - транзисторов вместо двух транзисторов и двух диодов, показанных на фиг. 1.

При измерении одного и того же усилия несколькими силоизмерите- лями, их обмотки соединяются с ключевыми элементами и нагрузочньми . резисторами соответственно обмоткам первого силоизмерителя, параллельно им.

Выходной сигнал, фиксируемый прибором 18, при этом будет соответствовать сумме усилий, воздействующих на каждый из силоизмерителей.

216679

Формула изобрет-ения1.Силоизмерительное устройство, включающее в себя основной и допол5 нительные ди4)ференциальные магнито- упругие силоизмерители, выполненные в ввде нагружаемого и разгружаемого магнитопроводов, каждый из которых содержит стержни с размещенными на

0 них обмотками, источник стабилизированного постоянного напряжения, задающий симметричный мультивибратор частоты питания, два ключевых элемента, два нагрузочных резисто15 ра, измерительньш прибор, причем входы ключевых элементов соединены с выходом источника стабилизированного постоянного напряжения, а управляющие электрод - с соответствую20 щими выходами задающего мультивибратора, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности измерений, выход одного ключевого элемента соединен с началами обмоток,

25 размещенных на четных стержнях обо- irx магнитопроводов, выход другого ключевого элемента соединен с началами обмоток, размещенных на нечетных стержнях обоих магнитопроводов,

30 а концы всех обмоток нагружаемого, магнитопровода соединены с одним из нагрузочных резисторов, концы всех o6MotoK разгружаемого магнитопровода соединены с другим нагрузоч22 }1ым резистором и между точками соединения резисторов с обмотками включен измерительный прибор,

2.Устройство по п. 1, о т л и- ч а ю г. е е с я тем, что обмотки

4Q дополнительных силоизмерителей подключены к ключевым элементам и нагрузочным резисторам параллельно обмоткам основного силоизмерителя.

Изобретение относится к области приборостроения и может использовано в системах и устройствах автоматического измереюш сил, массы, давлений и позволяет повысить точность измерения усилий магннго- упругими дифференциальныьи сило- измерителями за счет исклзоче1гия погрешностей, вносимых входным трансформатором источника питания, температурной погрешностью выпрямителя входного сигнала и погрешностями сумж1рования сигналов нескольких силойзмерителей. Для этого на нагружаемом магнитопровод 2 размещены четные 4 и нечетные 5 обмотки, а на разгружаемом магннтопроводе 3 - четные 6 и нечетные 7 обмотки. Начала четных обмоток 4 соединены с выходом ключевого элемента 8 непосредственно, а четных обмоток 6 через защитный диод, нечетных обмоток 5 - с. ключевым элементом 9 непосредственно, а нечетных обмоток 7 через защитный диод. Концы всех обмоток нагружаемого магнито- провода соединены с одним из нагрузочных резисторов 14, а разгружаемого магнитопровода - с другим нагрузочным резистором 15, между точками соединения резисторов с обмотками включен измерительньй прибор 18. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. I сл с ГчО сь О5

редактор В.Иванова

Составитель В.Родин...

Техред С.Мигунова Кпрректор Е.Сирохмаи

Заказ 996/53 Тираж 778Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наС., д. 4/5

.-..--.-------. -

Филиал ШШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4