Способ измерения сил магнитоупругим преобразователем Советский патент 1986 года по МПК G01L1/12 

1 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, может найти применение при создании точных устройств для измерения сил и является усовершенствованием способа по авт. св. № 887948. Согласно известному способу измерения выходного напряжения выполняются при напряжении на намагничивающей обмотке, величина которого обеспечивает получение магнитной индукции, по кривой намагничивания, соответствующей области приближения к насыщению, причем одно из измерений делается при разомкнутой выходной об мотке, а для реализации предлагаемого изобретения вьшолняется еще одно .змерение выходного напряжения при меньшем значении магнитной индукции в сердечнике преобразователя, Цель изобретения - повышение точности измерения за счет учета мультипликативной погрешности, обусловленной изменением чувствительности преобразователя к измеряемой величине. , На фиг. 1 изображен сердечник магнитоупругого преобразователя; на фиг. 2 - схема силоизмерительного устройства, реализующего предлагаемый способ. Сердечник 1 преобразователя (фиг. )) состоит из пластин электротехнической стали, собранных в пакет Выступы пластин образуют гребешки, к которым приложена действующая на преобразователь сила F. Сердечник имеет четыре отверстия для взаимно перпендикулярных обмоток. Отверстия 2 и 3 предназначены для намагничиваю щей обмотки, отверстия 4 и 5 - для выходной обмотки. Намагничивающая обмотка питается переменным током и создает магнитный потокЯР Ф + Ф , а с выходной обмоткой сцеплен магнитный потоклФ Под действием силы F магнитное сопр тивление вертикальных участков увеличивается, что приводит к перераспределению потокаФ между вертикаль ными и горизонтальными участками сер дечника и увеличению дф . Определение силы предлагаемым спо собом производят следующим образом. При градуировке при каждом фикси руемом через равные интервалы значе НИИ эталонной силы, включая ее нуле вое значение, делают два измерения выходного напряжения на зажимах ра92зомкнутой выходной обмотки магнитоупругого преобразователя. Одно из этих измерений делается при большем значении напряжения на намагничивающей обмотке. Измеренное при этом напряжение обозначим через U|. . Выходное напряжение, измеренное при меньшем напряжении на намагничивающей обмотке, обозначим через и . Из напряжений и. , и, вычитают их начальные значения, измеренные при нуле силы F или при другом ее значении, которое условно принято за начальное, и получают приращения выходных напряжений. Приращения выходных напряжений U, , обозначим соответственно U , V . При рабочем измерении выходные напряжения, которые обозначим Up и Upn , измеряются при тех же соответветственно большем и меньшем значениях напряжения на намагничивающей обмотке. При рабочем напряжении также, как при градуировке, определяются приращения выходных напряжений. Для этого из Up, и Up2 вычитаются значения напряжений при нуле силы F или при другом ее значении, которое принято за начальное. Эти приращения Up , Up2 обозначены через Up, , Up . Из зафиксированных при градуировке значений U,, выбирается ближайшее. к тому значению Uj,, , которое получено при данном рабочем измерении, и вычисляется образцовое напряжение U. и - ближайшее к Up, значение и,, измеренное при градуировке;U- - значение Up,} , соответствующее значению U, , равному U, . Вычисляется погрешность и, содержащаяся в приращении выходного напряжения (в Up, ) (u;, -uj, где К у принимается равным двум, может быть определен экспериментально у из выражения К.,--L где У, - относительная мультипликативная погрешность, содержащаяся в Up, ; 2 то же, но в Up2 . Определяется скорректированное значение приращения выходного напряженияUc-u; -4. По полученному значению U из граду ировочной характеристики (зависимос ти Uf,, от F) находят измеряемую силу F. Схема силоизмерительного устройства (фиг. 2) реализует измерительные и вычислительные операции. Силоизмерительное устройство содержит стабилизатор 6 напряжения, трансформатор 7, два ключа 8 и 9, магнитоупругий преобразователь 10 с намагничивающей 11 и выходной 12 взаимно перпендикулярными обмотками цифровой измерительный прибор 13, Микроэвм 14 и каналы 15-18 для пере дачи измерительной информации и сиг налов управления. Ключи 8 и 9 служат для подключения намагничивающей обмотки 1 1 магнитоупругого преобразователя либо ко всей вторичной обмотке трансформато ра 7, либо к части этой обмотки. Управление цифровым измерительным прибором 13 и ключами 8 и 9 осуществляется с помощью микроэвм 14, которая выполняет также все вычислительные операции, предусмотренные процедурой измерения. Измеряемая сила F действует на магнитоупругий преобразователь 10, выходное напряжение которого зависит от этой силы. При градзшровке силоизмерительного устройства при каждом фиксируемом через определенные интервалы значении действующей на магнитоупругий преобразователь силы поочередно замыкаются ключи 8 и 9. При включении ключа 8 намагничивающая обмотка 11 подключается к трансформатору 7 на меньшее напряжение и на выходе преобразователя прибор 13 измеряет значение напряжения . При включении ключа 9 обмотка 12 подключается на большее напряжение и прибор 13 измеряет значение напряжения Ur . Затем вычисляются приращения выходных напряжений Upi, Unj/ Полученные значения Ущ , U, вместе с соответствующими значениями силы F записываются в память микроЭВМ 14. При использовании силоизмерительного устройства для взвешивания грузов целесообразно начальное выходное 294 напряжение измерительнохо преобразователя вычесть из результата измерения выходного напряжения при рабочем измерении. В приведенном примере коррекции погрешности силоизмерительного магнитоупругого преобразователя считается, что начальный выходной сигнал вычитается из результата измерения как при градуировке, так и при рабочем измерении. За начальный выходной сигнал принимается выходное напряжение на зажимах обмотки 12 при измеряемой силе (F), равной нулю или другому заданному значению, например, силе тяжести грузоприемного устройства весов. При рабочем измерении предусматривается вначале измерение выходных напряжений при (или другому заданному значению), а затем при измеряемой силе. При рабочем измерении также, как градуировке, на намагничивающую обмотку 11 с помощью ключей 8 и 9 подается от трансформатора 7 то большее, то меньшее напряжение и измеряются выходные напряжения Up, , Up, . Результаты вводятся в микроЭВМ 1-4, где по описанному алгоритму вычисляется погрешность и корректируется результат измерения. Формула изобретения Способ измерения сил магнитоупругим преобразователем по авт. св. № 887948, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, при градуировке преобразователя и при рабочем измерении при каждом значении соответственно эталонной и измеряемой сил одно из измерений проводят на разомкнутой выходной обмотке при двух значениях напряжения на его намагничивающей обмотке, причем эти значения выбираются такими, чтобы при одном измерении магнитная индукция в сердечнике преобразователя соответствовала по кривой намагничивания области наибольшей магнитной проницаемости, а при другом измерении - области прибижения к насьшчению.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет повысить точность измерения за счет учета мультипликативной погрешности, обусловленной изменением чувствительности преобразователя к измеряемой величине. Для этого измерения выходного напряжения вьшолняются при напряжении на намагничивающей обмотке 11, величина которого обеспечивает получение магнитной индукции в сердечнике преобразователя 10 по кривой намагничивания, соответствующей области приближения к насыщению. Одно из измерений делается при разомкнутой выходной обмотке 12, а другое измерение выходного напряжения при меньшем значении магнитной индукции в сердечнике преобразователя 10. Вычисляют приращения выходных напряжений, которые как и значения Q измеряемой силы записывают в память 8 ЭВМ 14, Изобретение дополнительное (Л к основному авт. св. № 887948. 2 ил. 1Ч

О

0

хч

0

0