Устройство для измерения силы Советский патент 1986 года по МПК G01L1/12 

Изобретение относится к приборо- строению и может быть использовайо при измерении усилий,.

Цель изобретения - повьтение точности измерения усилий.

На фиг, изображено устройство для измерения усилий; на фиг,2 - осциллограммы напряженности магнитного поля датчика и ЭДС, наведенной в его вторичной обмотке.

Устройство для измерения усилий содержит источник 1 синусоидального напряжения, резистор 2, датчик 3 тока, магнитоупругий датчик 4 силы, два блока 5 и 6 выделения амплитуды, делитель 7 напряжения и измерительный прибор 8, Источник i синусоидального напряжения через резистор 2 и датчик 3 тока подключен к первичной обмотке датчика 4 силы. Вход одного блока б выделения амплитуды подключен к выходу датчика тока, а вход другого к вторичной обмотке датчика силы, выходы блоков 6 выделе ния амплитуды подключены к соответствующим входам делителя 7 напряжения, к выходу которого подключен измеритель ный прибор 8 а.

Сопротивление резистора 2 выбира- ется таким образом, чтобы оно не. меньше 5 чем на. порядок превышало сум - марное сопротивление первичной обмотки датчика 4 силы и датчика 3 тока. При этом 3 пб рвичной обмотке датчика 4 силы обеспечивается синусоидальный характер протекающего тока, а следовательно и напряженность магнитного поля Н в магнитопроводе датчика также

имеет синусоидальную форму.

Электродвижущая сила (ЭДС) ,е, наводимая на вторичной обмотке датчика опись1вается выражением

- ,.,

е . - - -WSg,()

где Vj/- потокосцеплен1 е вторичной

обмотки;

WjS - число витков вторичной обмотки и сечение магнитопро- вода;

В - индукция магнитного поля. Индукция В связана с напряженностью Н

Б ,

(2)

где ju - магнитная проницаемость материала, из которого изготовлен датчик.

С учетом выражений () и (2) можно записать выражение для ЭДС

е--«3( ) Ток в первичной обмотке, а следовательно, и напряженность магнитного поля в датчике изменяются по синусоидальному закону

Н Н sinu)t.

h«i

.

О

0

5

0

5

t 0+KJr (4)

fi к где Н - амплитуда напряженности; ij - круговая частота; t - время процесса. Поэтому ЭДС достигает максимального значения в точке перехода вели - чины Н через нулевое значение при наибольшей скорости изменения Н.

В результате для модуля амплитуды ЭДС Е. из выражения (3) получаем,

0

выражение

E /WS|Uj--(H sinat) /.WScx)HrT,p

,2,...,n Из выражения (4)

I.

н„

где К WScO - коэффициент пропорциональности,

Измерение значения производится только в определенных временных точках, благодаря чему достигается однозначность зависимости измеренного значения j от приложенного усилия и повышается точность устройства для измерения силы.

Таким образом, применение блока выделения амплитуды сигнала для измерения мгновенного значения напряжения вторичной обмотки датчика, а не интегрального значения, как в устройстве по известному способу, обеспечивает повышение точности устройства, а наличие делителя напряжения позволяет пользоваться одной зависимостью Р f(|), а не семейством зависимостей F Г(н) при различных значениях В, вследствие чего отпадает необходимость поддерживать в сердечнике датчика постоянное значение индукции при изменении усилия.

Формула изобретения

5 Устройство для измерения силы, содержащее магнитоупругий датчик силы, в цепь первичной обмотки которого, подключенной к источнику синусоидального напряжения, включен датчик тока.

5

а к вторичной обмотке подключен измерительный прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены два блока выделения амплитуды сигнала и делитель напряжения, причем вход одного блока вьщеления амплитуды подключен

к выходу датчика тока, а вход другого - к вторичной обмотке датчика силы, выходы блоков вьщеления амплитуды подключены к соответствующим входам блока деления, к выходу которого подключен измеритель- ный прибор.

Изобретение относится к силоиз- мерительной технике и позволяет повысить точность измерения усилий. Устройство содержит магнитоупругий датчик 4 силы, первичная обмотка которого через резистор 2 подключена к источнику 1 синусоидального напряжения . К вторицной обмотке его подсоединен первый блок 5 вьщеления амплитуды сигнала, а второй блок 6 соединен с датчиком 3 тока. Резистор 2 подбирается из условия, что его сопротивление на порядок превышает суммарное сопротивление первичной обмотки датчика 4 силы и датчика 3 тока, обеспечивая синусоидальный характер протекакяцего тока. Использование блоков 5 и 6 выделения амплитуды сигнала позволяет измерять мгновенные значения напряжения вторичной обмотки датчика 4, а введение делителя 7 напряжения исключает необходимость поддерживать в сердечнике датчика 4 постоянное значение индукции при изменении действующего на .него усилия. 2 ил. (Л Фиг,1

///п

(ие.2

Составитель В,Родин Редактор Т.Парфенова Техред ВТ.Кадар Корректор И. Эрдейи

7049/41

Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4