Устройство для измерения натяжения ленты Советский патент 1990 года по МПК G01L5/04 

Изобретение относится к приборо- ст|эовнию и может быть использовано при измерении натяжения ленты с высокой точностью.

Цель изобретения - повышение томности измерения.натяжения ленты.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональная схема устройства на фиг. 3 - диаграмма сил электростатического взаимодействия электрода и ленты.

Устройство содержит плоский электрод 1 , закрепленный на одном конце

коромысла ., на другом конце которого установлена шторка 3. Коромысло 2 закреплено на одном из концов валика Ц, установленного в опорах 5 и 6, с возможностью перемещения вокруг своей продольной беи, что обеспечивает перемещение шторки 3 в зазоре - между установленными попарно и соосно. на корпусе устройства излучателями 7 и 8 и фотоприемниками 9 и Ю датми- ка 11 положения. Постоянный магнит 12, жестко насаженный на валик , валик 4 и коромысло 2 с закрепленными на нем элементами, образуют подОд

tsd

вижную систему 13. Обмотки 14 и 15 обратной .связи закреплены на корпусе устройства под противоположными полюсами постоянного магнита 12 и совместно с последним- образуют магнитоэлектрический преобразователь 16. Управляющие входы ключевого элемента 17 соединены с выходами фотоприемников 9 и 10 датчика 11 положения. К выходу ключевого элемента 17 подключены параллельно соединенные обмотки И и 15 обратной связи. К клеммам стабилизированного источника 18 постоянного тока подключены излучатели 7 и 8, фотоприемники 9 и 10, обмотки 1А и 15 обратной связи и ключевой элемент 17.

Регистрирующее устройство 19, выполненное в виде частотомера соединено с обмотками 14 и 15 обратной связи. Положительная клемма источника 21 постоянного напряжения соединена с плоским электродом 1, а отрицательная клемма источника 21 через резистор 20 - с лентой 22. Электрод 1 закреплен на коромысле 2 так, что его плоскость параллельна плоскости ленты 22.

Устройство работает следующим образом.

В- исходном положении шторка 3 (фиг. 1) перекрывает поток излучения одного из.излучателей, например излучателя 8. При подаче питания на излучатели 7 и 8 и фотоприемники 9 и 10 срабатывает фотоприемник 9, сигнал с которого поступает на один из управляющих входов ключевого элемента 17, в результате чего g обмотку 15 обратной связи магнитоэлектрического преобразователя 1б поступает ток от стабилизированного источника 18 постоянного тока. При этом в магнитоэлектрическом преобразователе 1б за счет взаимодействия магнитного поля постоянного магнита 12 с Mai- нитным полем, создаваемым постоянным током, идущим по обмотке 15 обратной связи, возникает момент вокруг продольной оси валика 4, направленный так, что подвижная система 13 переходит в положение, при котором шторка 3 перекрывает поток излучения излучателя 7, но открывается поток излучения излучателя 8. Тогда фотоприемник 9 закрывается, а фотоприем- ник 10 открывается. Сигнал с фотоприемника 10 поступает на второй вход

0

0

5

0

5

0

0

5

ключевого элемента 17, после переключения которого ток от стабилизированного источника 18 постоянного тока поступает в обмотку 14 обратной связи магнитоэлектрического преобразователя 16, за счет чего в последнем будет создаваться момент, направленный противоположно предыду дему, Далее процесс переключения будет повторяться, в результате чего подвижная система 13 устройства и, следовательно, плоский электрод 1 будет совершать колебания с некоторыми постоянными амплитудой и частотой. При этом устройство 19 будет регистрировать последовательность биполярных импульсов постоянной частот ы.

При подаче разнополярного электрического напряжения от источника 21 на плоский электрод 1 и на ленту 22 между ними возникает сила F электростатического взаимодействия, которая пропорциональна величине приложенного напряжения и обратно пропорциональна квадрату расстояния S между ними. Наличие силы Fg оказывает демпфирующее воздействие на подвижную систему 13. С -другой стороны, уравновешивающие силы F, происходит за счет составляющей F.J силы F ц натяжения ленты (фиг. 3). Из диаграммы сил электростатического взаимодействия электрода и ленты (фиг. 3) следует необходимость параллельности плоскости электрода 1 плоскости ленты 22. При изменении силы F (при .постоянном напряжении источника.21) новое состояние равновесия системы ленты - электрод устанавливается за счет изменения расстояния о , что приводит к соответствую1цему изменению силы Fjc и величины демпфирующего воздействия на подвижную систему 13, что, в свою очередь, приводит к изменению частоты автоколебаний подвижной системы 13, фиксируемое устройством 19.

Формула изобретения

Устройство для измерения натяжения ленты, содержащее высоковольтный источник напряжения, к полюсам которого подсоединены электрод и через ограничительный резистор и прижимной ролик лента, ключевой элемент и регистрируюсцее устройство, отличающееся тем, что, с целью

КлкмеЪои 3 fHfHm

Изобретение относится к области приборостроения и может быть применено при измерении натяжения ленты с высокой точностью, например, в аппаратах магнитной записи. Изобретение позволяет повысить точность измерения натяжения ленты за счет использования прецизионного электромеханического устройства с обратной связью, реализующего компенсационный метод измерения. Измерение величины натяжения осуществляется по изменению частоты автоколебательной системы, связанной с лентой силовым взаимодействием посредством заряженного электрода, плоскость которого параллельна плоскости ленты. Автоколебательная система включает в себя подвижную систему в виде валика с закрепленным на нем с помощью коромысла электродом, датчик положения подвижной системы, выход которого связан с управляющим входом ключевого элемента, магнитоэлектрический преобразователь, выполненный в виде постоянного магнита, жестко насаженного на валик подвижной системы, и обмоток обратной связи, закрепленных на корпусе у противоположных полюсов постоянного магнита. 3 ил.

иг.2

магнитная мнго -

электрод

Фиг.З