Способ определения силы Советский патент 1992 года по МПК G01L1/12 

Изобретение относится к области измерений, в частности к измерению силы маг- нитоупругими датчиками, и позволяет повысить точность этих измерений

Известен способ определения силы магнитоупругим датчиком по величине ЭДС, наводимой в измерительной обмотке магнитным потоком, создаваемым намагничивающей обмоткой, питаемой переменным током. Выходная характеристика датчика, реализующего способ, характеризуется невысокой временной стабильностью, что обусловлено недостаточной стабильностью тока йамагничивзния по частоте, амплитуде и форме,

Большую временную стабильность выходной характеристики датчика обеспечивает наиболее близкий к заявляемому и принятый в качестве прототипа способ измерения силы, заключающийся в том, что измеряемую силу прикладывают к чувствительному элементу мзгнитоупругого датчика, который перемагничивают стабильным, периодически изменяющимся током и

измеряют мгновенное значение сигнала из- меритепьной обмотки, причем перемагни- чивание производят импульсами тока треугольной формы, а измерение мгновенного значения сигнала осуществляют в заданный момент времени при совпадении с максимальным сигналом разгруженного датчика,

Однако измерения по способу-прототипу недостаточно точны для ряда областей техники. Это объясняется следующим. При работе такого датчика на промышленном объекте (например, в клети прокатного стана) возможны ситуации аварийного отключения напряжения сети, либо остановки объекта на профилактические работы. г этом случае на зажимах обмотки намагничивания датчика исчезает напряжение питания и появляется только после устранения аварии или окончания профилактических работ на объекте. Коммутационные процессы в обмотке намагничивания сопровождаются толчками тока, величина которых зависит от момента включения и магнитной

СО

о со

00

о

предыстории чувствительного элемента При неблагоприятных условиях величина тока может достичь двойной величл ш тока установившегося режима, равного току градуировки да тчика. Перемагничивание чувст- вительного элемента током двойной амплитуды обусловливает изменение выходного сигнала измерительной обмотки не адекватно измеряемой силе на объекте при его пуске, что, естественно, ведет к снижению точности определения.

Целью изобретения является повышение точности определения силы за счет уменьшения влияния переходных процессов. Это достигается тем, что в известном способе определения силы, заключающемся в подключении обмотки намагничивания магнитоупругого датчика к источнику переменного тока треугольной формы, стабильного по частоте и амплитуде и фиксации сигнала измерительной обмотки, дополни- тельнодо подключения обмотки намагничивания датчика к источнику последовательно с ней включают балластный резистор, закорачивают намагничивающую обмотку, а после завершения переходного процесса обмотку намагничивания освобождают от закорачивания и закорачивают балластный резистор.

На чертеже представлена принципиальная схема одного из вариантов устройства, реализующего способ.

Устройство содержит блок питания 1, в состав которого входят генератор, формирователь импульсов тока и источник стабильного тока, коммутатор 2, магнитоупругий датчик 3 с намагничивающей 4 и измерительной 5 обмоткамм, балластный резистор 6, электронный блок 7 обработки выходного сигнала датчика и регистрирующий прибор 8.

Определение силы производят следующим образом, Замыкая контакты А и В коммутатора 2, закорачивают обмотку намагничивания 4 магнитоупругого датчика 3. Подключают к сети 50 Гц блок питания 1.

Размыкают контакты А и В и замыкают контакты В и С коммутатора 2, закорачивая балластный резистор 6. По обмотке намагничивания 4 протекает переменный ток треугольной формы, стабильный по частоте и амплитуде. При воздействии на чувствительный элемент датчика 3 измеряемой силы F изменяется магнитное сопротивление материала чувствительного элемента и потокосцепление измерительной обмотки 5 датчика 3. При этом изменение ЭДС, наведенной в измерительной обмотке 5, пропорционально измеряемой силе.

В электронном блоке 7 осуществляется

выпрямление выходного сигнала, сглаживание пульсаций и масштабирование. Регистрация выходного сигнала осуществляется измерительным прибором 8.

Поэтапное подключение обмотки намагничивания к источнику тока позволяет исключить толчки тока в обмотке намагничивания, возникающие в переходных режимах при обычном подключении датчика. Тем самым обеспечивается стабильность магнитного состояния датчика, что обусловливает повышение точности определения силы. Формула изобретения Способ определения силы, заключающийся в подключении обмотки намагничивзния магнитоупругого датчика к источнику переменного тока треугольной формы стабильного по частоте и амплитуде и фиксации сигнала измерительной обмотки, по которому определяют величину силы, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет уменьшения влияния переходных процессов, предсари- тевьно до подключения обмотки намагничивания датчика к источнику последовательно

с ней включают балластный резистор, закорачивают намагничивающую обмотку, а после завершения переходного процесса обмотку намагничивания освобождают от закорачивания и закорачивают балластный

резистор.

Изобретение относится к приборостроению и позволит повысить точность измерения силы магнитоупругим датчиком. Перед включением источника питания 1, замыкая контакты А и В коммутатора 2, закорачивают намагничивающую обмотку 4 мап+итоуп- ругого датчика 3. Подключают источник 1 после завершения переходного процесса, размыкают контакты А и В и замыкают контакты В и С коммутатора 2, закорачивая балластное сопротивление 6. Фиксируют по прибору 8 величину сигнала измерительной обмотки 5 датчика 3, по которому определяют величину измеряемой силы F. 1 ил