Способ измерения усилия Советский патент 1989 года по МПК G01L1/12 

Изобретение относится к силоиз- мерительной технике и может найти применение в различных областях промышленной автоматики, использующих магнитоупругое преобразование усилия в электрический сигнал.

Цель изобретения - повьшение точности измерения.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства, реализующего способ измерения силы, на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие способ измерения усилия.

Устройство (фиг. 1) содержит генератор 1, формирователь 2 импульсов тока, источник 3 стабильного тока, магнитоупругий преобразователь 4 с намагничивающей 5 и Измерительной 6 обмотками, коммутатор 7, регистрирующий прибор 8, счетчик 9 временных интервалов, задатчик 10 кода и устройство 11 формирования управляющих импульсов.

Обозначения, приведенные на фиу .2 1„ - импульсы тока намагничивания треугольной форМы чередующейся полярности, стабильные по чистоте и -амплитуде, U(t,F) - сигнал на выходе измерительной обмотки 6 преобразователя 4, величина и форма U(t,F) зависят от формы и величины импульсов тока намагничивания In(t) и величины измеряемого усилия F , U(t,) -- сигнал измерительной обмотки при усилии F 0; U() - сигнал измерительной обмотки при усилии F F,; и - импульс, формируемый в формирователе импульсов тока 2, подается на вход управления счетчика им-, пульсов 9 для его обнуления; NgCt) - код задатчика 10J N,(C) - код счетчика импульсов 9у Uij(t) - управляющий сигнал, определяющий момент регистрации мгновенного значения сигнала, формируется в устройстве формирования управляющего импульса 11J U-Ct.J ) - сигнал на выходе коммутатора 7, регистрируемый прибором 8, и (t ) - сигнал на выходе коммутатора 7 при измеряемом усилии, равном нулю; U.:(,) - сигнал на выходе коммутатора 7 при измеряемом усилии, равном F.

Измерение усилия проводится следующим образом.

Чувствительный элемент магнито- упругого преобразователя 4 перемаг- ничивают полем, создаваемым стабильными по частоте и амплитуде импульсами тока треугольной формы чередующейся полярности (I(t), фиг. 2). В

измерительной обмотке В преобразователя 4 наводится сигнал U(t F).

При измеряемом усилии F О сигнал измерительной обмотки представлен временной диаграммой U(t F)

(фиг. 2).

Момент считывания мгновенного значения сигнала U() формируют следующим образом. На вход счетчика импульсов 9 с выхода тактового

генератора 1 подают импульсы, а на другой вход счетчика 9 подают обнуляющий его импульс (фиг. 2) с выхода.формирователя импульсов тока 2 . Обнуление счетчика импульсов

производят в моменты времгни t, соответствующие максимуму тока намагничивания.

Импульсы N.(t) с выхода счетчика

U

импульсов 9 подают на один из вхо- дов устройства формирования управляющего импульса 11, на второй вход которого подают код ), задаваемый с помощью задатчика 10. В момент t ц совпадения кодов счетчика и за- датчика на выходе устройства формирования управляющего импульса 11 появляется импульс управления U(((t), который подают на управляющий вход

коммутатора 7, определяя тем самым

момент t считывания мгновенного значения сигнала U(tw, ).

Это значение сигнала остается постоянным (и () до прихода следующего импульса. Измерительный

прибор фиксирует это значение.

Когда на магнитоупругий преобразователь воздействует усилие F , изменяется магнитная проницаемости материала магнитопровода, потскосцепление измерительной обмотки и величина и форма сигнала, индуктируемого в ней. При усилии F F сиг нал измерительной обмотки представлен временной диаграммой U(,)

(фиг. 2). Момент считывания t остается неизменньм, а мгновенное значение сигнала, считываемое в этот момент времени изменяется.

Изменяя код .задатчика, можно

смещать момент считьшания мгновенного значения сигнала измерительной обмотки и изменять тем самым характер выходной характеристики устройства, реализующего способ, и COOTветственно повьшать точность измерения по сравнению с прототипом.

Устройство, реализующее способ измерения усилия (фиг. 1), работает следующим о 6р аз ом.

Тактовый генератор 1, формирова- ,тель импульсов тока 2 и источник стабильного тока 3 обеспечивают пе- ремагничивание чувствительного зле- мента магнитоупругого преобразователя 4 импульсами тока чередующей полярности треугольной формы, стабильными по частоте, форме и амплитуде. Сигнал, наведенный в измерительной обмотке 6 магнитоупругого преобразователя 4, подают на -вход коммутатора 7, на управляющий вход которого подается импульс, формируемый

пульса 11, на другой вход которого подается код задатчика 10,

В устройстве.формирования управляющего импульса 11 происходит сравнение кодов, поступающих от задатчика 10 и счетчика импульсов 9. При совпадении кодов устройство 11 фор- ирует управляющий импульс, поступающий на вход коммутатора 7 и определяющий момент считывания мгновенного значения измерительного сигнала регистрирующим прибором 8.

15 Фор мула изобрете-ния

Способ измерения усил11я, заключающийся в том, что измеряемую силу прикладывают к чувствительному эле

Изобретение относится к силоизмерительной технике и позволяет повысить точность измерения усилий магнитоупругими преобразователями. Тактовый генератор 1, формирователь 2 импульсов тока и источник 3 стабильного тока обеспечивают перемагничивание чувствительного элемента магнитоупругого преобразователя 4 импульсами тока треугольной формы чередующейся полярности, стабильными по форме, частоте и амплитуде. Сигнал, наведенный в измерительной обмотке 6 преобразователя 4, подают на вход коммутатора 7, на управляющий вход которого подается импульс, формируемый в устройстве 11. Импульсы с тактового генератора 1 поступают на вход счетчика 9, код с выхода которого поступает на один из входов устройства 11, на другой вход которого подается код задатчика 10. В устройстве 11 происходит сравнение кодов, поступающих от задатчика 10 и счетчика 9. При совпадении кодов устройство 11 формирует управляющий импульс, поступающий на вход коммутатора 7 и определяющий момент считывания мгновенного значения сигнала, регистрируемого прибором 8. 2 ил.

в устройстве формирования управляюща- 20 менту магнитоупругого преобразоваго импульса 11.

Импульсы, вырабатываемые тактовым генератором 1, поступают на вход счетчика импульсов 9. Обнуление счетчика (и его запуск) осуществляется импульсами , поступающими на вход управления счетчика импульсов 9 от формирователя импульсов тока 2 в моменты времени t, соответствующие максимумам тока намагничивания.

Код с выхода счетчика импульсов 9 поступает на один из входов устройства формирования управляющего имтеля, которьй перемагничивают стабильным периодическим изменяющимся импульсным током, и измеряют мгновенное значение сигнала измеритель25 ной обмотки, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения, перемагничивание производят импульсами тока треугольной формы, а измерение мгновенного значения

3Q сигнала осуществляют в заданный момент времени при совпадении с максимальным сигналом разгруженного преобразователя.