Устройство для измерения деформации клети прокатного стана Советский патент 1987 года по МПК G01B7/24 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано,, например, для измерения деформации клети трубопрокатного стана.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет исключения из информационного сигнала квазистатической составляющей, обусловленной разностью температур нагрева стойки клети и магнито- упругого датчика.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения деформации клети прокатного стана.

Устройство содержит магнитоупругий датчик 1 с намагничиваюш.ей 2 и измерительной 3 обмотками, кожух 4, закрывающий датчик 1 и прикрепленный к стойке 5 клети, стабилизированный блок 6 питания,блок 7 выделения постоянной составляющей сигнала, инвертирующий усилитель 8, разделительную емкость 9, два компаратора 10, 11, блок 12 выборки-хранения, суммирующий усилитель 13, элемент И 14, формирователь 15 импульсов, измерительный прибор 16.

При подключении обмотки 2 намагничивания магнитоупругого датчика 1 к стабилизированному блоку 6 питания в чувствительном элементе датчика появляется магнитный поток, который индуктирует ЗДС в измерительной обмотке 3.

При работе стана стойка 5 клети деформируется. Деформация стойки состоит из квазистатической составляюн;.ей, обусловленной изменением температуры клети в течение суток, и динамической составляю цей. определяемой усилием, воздействующим на рабочие органы в процессе обработки давлением заготовки.

Деформация стойки 5 воспринимается датчиком 1, установленным на ней. При этом квазистатическая составляюн ая деформации датчика определяется разностью температур нагрева стойки 5 и датчика 1. Кожух 4, закрывающий датчик 1 и прикрепленный к стойке 5 клети, способствует снижению разности температур нагрева датчика и стойк.ч клети и тем самым уменынению квазистатической составляющей деформации датчика. Деформация датчика обусловливает изменение магнитного потока, сцепленного с измерительной обмоткой, и соответствую1цее изменение выходного сигнала, который, кроме полезной составляющей, пропорциональной деформации стойки, вызванной усилием ковки, содержит нескомпенсироианную квазистатическую составляющую. Этот сигнал поступает на вход блока 7 выделения постоянной составляющей. Здесь происходит выделение первой гармонической составляющей сигнала, выпрямление, сглаживание пульсаций и масщтабирование. На выходе блока 7 выделения постоянной состав.пяю- щей формируется сигнал в виде постоянного напряжения, пропорционального дeф Jpмации датчика. Этот сигнал через разделительную емкость 9 поступает на вход первого компаратора 10, а также на входы инвертирующего усилителя 8 и блока 12

выборки-хранения.

Формирователь 15 импульсов, вход которого связан с генератором синусоидальных колебаний, входящим в состав стабилизированного блока 6 питания, формирует

импульс, поступающий на вход управления блока выборки-хранения 12 через элемент И 14 только в том случае, когда на двух других его входах имеются уровни логической «1, триходящие с выходов двух компараторов 10, 11.

5На входе суммирующего усилителя 13

происходит сравнение по величине двух сигналов; одного - с выхода инвертирующего усилителя 8, второго -- с выхода блока 12 выборки-хранения. В промежутках между ударами эти сигналы равны, и на выходе

0 суммирующего усилителя 13 си -нал отсутствует. Отсутствует сигна.1 и иа входе первого компаратора 10. Таким образо ;, на выходах обоих компараторов 10, 1 в промежутках между двумя рабочими цк слами по5 являются уровни логической «i, которые поступают на сооч ветствующие вхо.аы элемента И 14. На выходе элемента И 4 - тактовые импульсы, поступающие на вход блока 12 выборки-хранения я ог реде.чяюцдие режим его работы: при поступлении на вход

0 блока 12 импульса --- режим хранения, при отсутствии на входе импульса -- режим выборки. На измерительном приборе 16 в этом случае информация отсутствует.

При появлении в выходном си1-нале датчика 1 динамической составля1х; цей :1срг1ый

5 компаратор 10 срабатывает по переднему фронту сигнала и выдает уровень логического «О на вход элемента И i4 На в.ы- ходе суммируюидего усилителя 13 появляется напряже1П1е, которое по форме и амплитуде соответствует динамической составляющей.

Это напряжение поступает на из.меритель- ный прибор 16 и вход второг о KO:viпара- тора 11 и обусловливает появление на его выходе логического «О, время суш.естзова- ния которого определяется временем присут;; ствия на Из1ходе сумм рующего усилителя 3 напряжения, т. е. д.штельност ью динамической составляю цей си1-нала.

Появ. на вхол.ах элемента И 14 сначала одного, а затем другого .логическсго «О обусловливает появление ма его

0 уровня логической «Ь, благодар, че.му блок 12 выборки-хранения 11ерехо.аи п режим хранения информации. Пу:1И этом хранится сигнал, соо7вет1:твующи -; .моменту, предшествующему появлению дина :ической составляющей в сигнале.

5 Когда амплитуда текупаего значения ста- пет равной амплитуде напряжения на выходе блока 12 выборки-хранения,, иа выходе суммирующего усилителя 13 к на измерительном приборе 16 напряжение исчезает, на выходе которого компаратора 1 появляется уровень логической « и элемент И 14 переводит блок 12 выборки-хранения в режим хранения. Цикл повторяется при появлении динамической составляющей в сигнале.

Использование предлагаемого устройства для измерения деформаций клети трубопрокатного стана позволяет повысить точность измерения деформаций, вызванных взаимодействием рабочих органов стана с обрабатываемой заготовкой, что обеспечит более правильный выбор технологических режимов и, как следствие, повышение производительности и долговечности оборудования.

Формула изобретения

Устройство- для измерения деформации клети прокатного стана, содержащее магни- тоупругий датчик с намагничивающей и измерительной обмотками, стабилизированный блок питания и блок выделения постоянной составляющей сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено инвертирующим усилителем, разделительной емкостью, двумя компараторами, блоком выборки-хранения, суммирующим усилителем, элементом И, формирователем импульсов и

кожухом, предназначенным для крепления на стойке клети, измepитeJ)ьнaя обмотка соединена с входом блока выделения постоянной составляющей сигнала, выход блока выделения постоянной составляющей соединен с

входами инвертирующего усилителя, блока выборки-хранения и с одним концом разделительной емкости, другой конец емкости соединен с входом первого компаратора, выходы инвертирующего усилителя и блока выборки-хранения соединены с входами суммирующего усилителя, выход которого соединен с входом второго компаратора и измерительным прибором, выход первого компаратора соединен с одним из входов элемента И, два других входа элемента И соединены с выходом второго компаратора и с выходо.м формирователя импульсов, вход формирователя соединен с выходом генератора синусоидальных колебаний, стабилизированного блока питания, а выход элемента И - с входом управления блока выборки-хранения.

Устройство относится к технике для измерения деформаций магнитоупругим методом. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключения из информационного сигнала квазистатической составляющей, обусловленной разностью температур нагрева стойки клети и магнито- упругого датчика, что достигается запоминанием уровня сигнала в паузе между двумя рабочими циклами и вычитанием его из полного сигнала. Устройство содержит магнито- упругий датчик с кожухом и двумя обмотками, одна из которых соединена со стабилизированным блоком питания, а другая - с блоком выделения постоянной составляющей, блок выборки-хранения, 1 нформацион- ный вход которого соединен с блоком выделения постоянной составляюЕцей, суммирующий усилитель, один вход которого соединен через инвертирующий усилитель с блоком выделения постоянной составляюпдей, а другой - с блоком выборки-хранения, компаратор и измерительный прибор, соединенные с выходом сум.мирующего усилителя. Трех- входовый элемегл И соединен своими входами с выходом компаратора через формирователь импульсов с генератором синусоидальных колебаний, входящим в состав блока пнтания, и через разделительную емкость и второй компаратор с выделения постоянной составляющей, а выходом с управляющим входом блока В| |борки-хранения. При появлении «1 на выходе элемента И в результате появления динамической деформации блок переводится в 1ежим хранения ранее запомненной информации, при появлении «О .- в режим выборки. Устройство позволяет повысить точность измерения рабочей деформаци клети стапа на фоне превыщающей ее температурной деформации. 1 ил. (О СО ел о ii. 00 4:.

7S

П