Силоизмерительное устройство Советский патент 1992 года по МПК G01L1/12 

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к силоизмери- тельным устройствам и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1170294.

В основной изобретении по авт.свид. № 1170294, описано силоизмерительное уст- рбйство, используемое преимущественно в системах автоматического измерения массы, втдм ч исл е йа промУшленныхтранспор- тных системах (конвейеры, весоприемные платформы для ре/ГБсо ого и автомобильного транспорта), в различных дозаторах. Это устройство содержит корпус и два идентичных магнитоупругих преобразователя с об- мотками, соединенными дифференциально. Магнитоупругие преобразователи выполнены в виде полых конусов с радиальными прорезями и лежащими между ними спицами, на которых размещены обмотки, и обра- щены друг к другу основаниями, а силовоспринимающий элемент выполнен в виде шпильки, стягивающей конусы вдоль оси

Путем затягивания гайки на шпильке оба магнитоупругих преобразователя нагружают сжимающим усилием определенной величины, при которой обеспечивается наибольшая линейность выходной характеристики силоизмерителя. В результате это- го, силоизмеритель позволяет измерять усилия обоих знаков, прилагаемые к корпусу и одному из концов силовоспринимаю- щей шпильки

Недостатком основного изобретения является то, что точность измерения в ходе его длительной промышленной эксплуатации снижается под воздействием различных дестабилизирующих факторов, а контроль отклонения показаний силоизме- рительного устройства от первоначальной градуировки непосредственно на месте эксплуатации возможен только при демонтаже силоизмерительного устройства.

Целью изобретения является повыше- ние точности измерения усилий в условиях длительной непрерывной эксплуатации при наличии существенных дестабилизирующих воздействий.

Поставленная цель достигается тем, что в силоизмерительное устройство по авт.св. Мг 1170294, которое содержит корпус и два идентичных магнитоупругих преобразователя с обмотками, соединенными дифференциально, магнитоупругие преобразователи выполнены в виде полых конусов с радиальными прорезями и лежащими между ними спицами, на которых размещены обмотки, и обращены друг к другу основаниями, а силовоспринимающий элемент выполнен в

виде шпильки, стягивающей конусы вдоль их оси, дополнительно введены задатчик калиброванных усилий, связанный с силовос- принимающим элементом, и блок коррекции чувствительности, подключенный к обмоткам магнитоупругого преобразователя,

Задатчик калиброванных усилий выполнен в виде гидравлической камеры с мембраной, а также измерителя давления и источника давления, соединенных с гидравлической камерой.

Введение в устройство задатчика калиброванных усилий, связанного с силовос- принимающим элементом, и блока коррекции чувствительности, подключенного к обмоткам магнитоупругого преобразователя позволяет произвести поверку его метрологических характеристик и необходимую коррекцию чувствительности без демонтажа устройства и без прекращения процесса измерений.

Выполнение задатчика калиброванных усилий в виде гидравлической камеры с мембраной, которая соединена с источником давления и измерителем давления, обеспечивает возможность прилагать усилие нужной величины к силовоспринимаю- щему элементу устройства независимо от того, воздействует ли на него в этот момент измеряемое уислие, а также от того, какой знак оно имеет. Различие в величине приращений выходного сигнала при воздействии одного и того же давления в первоначальном состоянии преобразователя и при очередной поверке свидетельствует о величине, на которую должна быть скорректирована чувствительность силоизмерительного устройства посредством блока коррекции.

На фиг.1 изображено предлагаемое силоизмерительное устройство для растягива- ющих усилий; на фиг,2 - то же, для сжимающих усилий.

Устройство представляет собой два чувствительных элемента - верхний 1 и нижний 2. Своими основаниями они опираются на кольцевой выступ 3 корпуса 1 и стянуты коаксиально расположенной шпилькой 5. Гайка б служит для сжатия чувствительных элементов с некоторым усилием предварительного нагружения определенной величины.

К не нагружаемому измеряемым усилием концу шпильки 5 прилегает жесткий центр мембраны 7, закрывающей камеру 8, которая в исходном состоянии слегка поджата к шпильке гайкой 9. Нижний торец корпуса 4 закрыт нижней крышкой 10, которая служит одним из двух элементов силовведения. Вторым элементом силовведения служит наружкый конец шпильки 5. Камера 8 соединена трубкой 11 высокого давления с источником 12 давления (например, грузо- поршневым манометром) и измерителем 13 давления. Для коррекции чувствительности выходного сигнала силоизмерительного устройства используется блок 14, а для измерения уровня сигнала прибор 15.

Устройство работает следующим образом.

В случае, когда силоизмерительное устройство работает в режиме периодического действия, например, вмонтировано в систему измерения массы, в период между взвешиваниями, т.е. когда измеряемое усилие равно нулю, в камеру 8 посредством трубки 11 высокого давления от источника 12 давления подается среда, создающая давление (масло, кремнийорганическая жидкость, газ). Мембрана 7 камеры, которая предварительно была поджата к торцу шпильки 5 посредством гайки 9, развивает усилие, воздействующее на шпильку, равное произведению ее площади на величину давления.

При этом для устройства, показанного на фиг.1, знак усилия, создаваемого мембраной 7, а следовательно и выходного сигнала соответствует знаку измеряемого усилия. Для устройства, показанного на фиг,2, он будет обратным. Правильность показаний силоизмерительного устройства, считываемых с прибора 15, оценивается путем их сопоставления с показаниями измерителя 13 давления, умноженными на площадь мембраны 7. При расхождении показаний их соответствие обеспечивается регулировкой блока 14 коррекции чувствительности.

В случае, когда силоизмерительное устройство работает в непрерывном режиме, например, при длительных испытаниях образцов материалов, контрольное усилие

суммируется с основным измеряемым с тем или иным знаком. При поверке сначала фиксируются показания прибора 15 при отсутствии давления, а затем после подачи его. Производится оценка достоверности

показаний путем сопоставления приращения показаний прибора 15 и измерителя 13 давления, умноженных на площадь мембраны.

Формула изобретения

1.Силоизмерительное устройство по авт.св. № 1170294, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены задатчик калиброванных

усилий, связанный с силовоспринимающим элементом, и блок коррекции чувствительности, подключенный к обмоткам магнитоупру- гого преобразователя.

2.Устройство поп.1,отличающееся тем, что задатчик калиброванных усилий выполнен в виде гидравлической камеры с мембраной, а также измерителя давления и источника давления, соединенных с гидравлической камерой.