ЦИФРОВОЙ ДИНАМОМЕТР Советский патент 1967 года по МПК G01L1/14 

Известны цифровые динамометры, содержащие датчик и блок питания. Датчик состоит из упругого элемента, выполненного в виде кольца с держателями индуктивностей, и электронной схемы на транзисторах, включаюн ей перестраиваемый по частоте генератор, модулятор, фильтр и формирователь имнульсов, выдающий сигнал на отсчетиое цифровое устройство.

Предлагае.мый динамометр отличается от известных тем, что для получения .тинейных зависимостей между частотой на выходе датчика и измеряе.мой механической величиной, в нем на держателях упругого элемента установлены две нары катушек индуктивности, включенных в частотно-зависимые избирательные ценн RL-генераторов и расноложенных перпендикулярно относительно друг друга. При изменении измеряемой величины катушки одновременно перемещаются относительно начального зазора, в результате чего на отсчетное устройство поступает разностная частота обоих генераторов, нропорциональная измеряемому усилию

На фиг. 1 показана структурная схема преобразователя динамометра с частотно-зависимой цепью, с частотно-независимой цепью и усилителем; на фиг. 2 - датчик; на фиг. 3 - электрическая схема динамометра.

ра представляет собой автоколебательную RLС1 стему (RL-генератор), состоящую нз мостовой избирательной RL-цепи (сопротивления /, 2 и индуктивности 3, 4), обеспечивающей положительную обратную связь, и усилителя 5. Нелинейное сопротивление 6 и сопротивление 7 образуют дополнительную цепь отрицательной обратной связи. Введением достаточно глубокой частотно-независимой отрицательной обратной связи повышается стабильность частоты генератора, а также стабильность амплитуды выходного напряжения. Последнее обеспечивается тем, что сопротивленне 6, входящее в частотно-независимую ветвь отрицательной обратной связи, представляет собой термистор, ограничивающий и стабилизирующий амплитуду I еперируемых колебаиий. Частоту, на которой возможно возникновение автоколебаний в системе, можно онределнть как частоту квазирезоианса частотно-зависимой RL-цепи. Частота квазнрезонанса частотно-зависимой цепи, т.е. частота, на которой выходное U-y н входное Ui напряжения RL-цепи будут в фазе, определяется по коэффициенту передачи этой цепи. При этом пренебрегают активным сопротивленнем катушек индуктивности и считают выходное соцротивленне усилителя прёиебрежнмо малым по сравнению со входным сопротивлением RLцепи, а входное сопротивление усилителя

много большим выходного сопротивления RLцепи.

Описываемый преобразователь конструируется такил образом, чтобы изменение измеряемой величины привоа,ило к одновременному и одинаковому изменению обеих нндуктивностей. При одновременном и одинаковом изменении индуктивностей 3 и 4, включенных в частотно-зависимую цеиь RL-генератора, линейная функция измеряемой величины преобразуется в частоту электрических колебаний.

На фиг. 2 показана конструкция датчика динамометра.

Датчик состоит из упругого элемента, вынолненного в виде кольца 8 с двумя парами перпендикулярно расположеиных держателей 9 индуктивностей. На каждой паре держате.чей укреплены по два ферритовых сердечника 10 броневого типа с катушками индуктивностей. Соответствующие пары катушек включены в частотно-зависимые цени двух RL-генераторов, благодаря чему частота одного из них увеличивается, а другого уменьшается. Для исключения влияния емкости соединительного кабеля на стабильность генерируемой частоты оба RL-генератора помеш;ены в общий корпус // преобразователя. Элементы преобразователя герметизированы от окружающей среды кожухом 12.

На фиг. 3 даиа электрическая схема цепей измерительного устройства динамометра. Она содержит два RL-генератора 13 и 14, включенных по дифференциальной схеме, модулятор 15, фильтр 16 нижних частот, формирователь 17 прямоугольных импульсов и блок питания 18.

Чувствительность динамометра устанавливается с помощью сдвоенных переменных сопротивлейий 19 и 20, величины которых при настройке изменяются так, чтобы их разность оставалась неизменной. Установка «нуля

производится также сдвоенными переменными сопротивлениями 21 и 22, величины которых при настройке изменяются так, чтобы их сумма оставалась неизменной. Равенство частот обоих генераторов определяется по биениям прибором 23, включенным в выходную цепь модулятора.

Питание измерительного устройства динамометра осуществляется от сети переменного

тока напряжением 127 или 220 в 50 гц.

Цифровое отсчетное устройство (на фиг. не показано) динамометра, также как и измерительное устройство, выполнено на полупроводниковых диодах и триодах и представляет

собой цифровой частотомер с четырехзначным десятичным отсчетом и временем измерения, равным одной секунде.

Предмет изобретения

Цифровой динамометр, содержащий датчик, состоящий из упругого элемента, выполненного в виде кольца с держателями индуктивностей, электронной схемы на транзисторах, включающей перестраиваемый по частоте генератор, модулятор, фильтр и формирователь импульсов, выдающий сигнал на отсчетное цифровое устройство, и блок питания, отличающийся тем, что, с целью получения линейной зависимости между частотой на выходе датчика и измеряемой механической величиной, например силой, на держателях упругого элемента установлены две пары катушек индуктивности, включенных в частотнозависимые избирательные цепи RL-генераторов и расположенных перпендикулярно относительно друг друга, которые при изменении измеряемой величины одновремеиио перемещаются относительно начального зазора, в результате чего на отсчетное устройство поступает разностная частота обоих генераторов, пропорциоьальная измеряемому усилию.