УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ Советский патент 1973 года по МПК G01L5/10 

1

Изобретение относится к силоизмерительным устройствам и может быть использовано в области ирокатйОГО производства.

Известны устройства для измерения натяжения, содерж;ащ|ие измерителыный ролик с встроенными в его опоры измерителями усилий, входные обмотки которых соединены с источником переменного напряжения, а выходные обмотки через схему аяализа ииформащии соединены с измерительным устройством.

Недостаток известных устройств заключается в сложности их консирукдии, обусловленной наличием усилителей и вращающегося трансформатора, снижающих надежность работы И точиость, и Недостаточной точности изза Наличия исто-чника леременного напряжения, так как изменение амплитуды входного напряжения приводит к пропорциональному изменению выходного сигнала.

В предлагаемом устройстве указанные недостатки ликвидируются благодаря тому, что в Нем между лоточником напряжения и измерителями включены фазовращатели, а выходные обмотки измерителей усилий соединены с фазовым детектором и измерительным блоком.

На фиг. I изображено схематическое размещение Предлагаемого устройства па прокатном стане; на фиг. 2-функциональная блоксхема анализа ИНформации; на фиг. 3 - векторная диаграмма сложения сил и напряжений. Устройство для измерения натяжения полосы содержит установленный между клетью / и моталкой 2 .измерительный ролик 3. Положение ролика относительно клети и моталки фиксируется упорами 4, 5 к 6, 7 соответственно для каждого конца. В упоры встроены измерители усилий 8-//. В качестве измерителей усилий могут быть использованы любые преобразователи усилия в сигнал переменного тока, например магнятоанизотропные датчики. Измернтели усилий соединены со схемой анализа информации И с источником переменного напряжения 12 (см. фиг. 2). Между источником 2 И из-мерителями 8, 10 включен фазовращатель 13, аналогично между источником 12 и измерителями 9, 10 включен фазовращатель 14. Выходы измерителей 8-11 соединены Последовательно и присоединены к фазовому детектору 15 и через выпрямитель 16 к измерительному блоку 17. Другой вход детектора 15 присоединен к источнику 12. В качестве

измерительного блока испогтьзуется преобразователь Логометрического типа, второй вход которого присоединен к выходу детектора 15.

Сложение сил и напряжений рассматривается для одной пары упоров (см. фиг. 3). Векторные величины обозначаются буквенным - -36 . . . 3 символом с Чбртой над буквой, скаляры и модули векторов - без черты, ..углы: -:буквами греческого алфавита. Силы изображаются сплошными линиями, напряжения г-пунктирными. Вектор1на я сумма сил латяжения полосы F FI i-jFz взятой с обратным знаком сумме з + р4 измеряе-мых датчиками сил. Угол а между левой (см. фит. 1) частью полосы и упором 4 датчика, который задан конструктивными размерами устройства, равен углу между силами Р у FZ, угол ф между «екторами FI и 2 переменный, изменяется в процессе намотки рулона. Так как i /2, угол между Векторами FI -к F равен ф/2, cos ф/2, может быть получен, проектированием фиксироваеного то амплитуде напряжения, фаза которого соответствует FI «а направление F. Эту операцию с детектированием выполняет фазовый детектор 15. Искомое натяжение FI определяется по измеренному сум.марному F по формуле: F, ,(1) Для вычисления F используется тот факт, что синусоидальные напряжения складываются но закону сложения векторов. С но.мощью фазовращателя 13 обеспечи ается сдвиг фазы выходного напряжения Uz (см. фдаг. 3) относительно опорного на угол а, напряжения и - на угол р, углу между упорами 4 и 5, относительно U - с помощью фазовращателя 1 тогда суммарное напряжение U Uz + L/4 окажется сдвинутым по фазе отноСИТ льно опорного на угол, равный углу теж;Ду- ек орами.Р и FI. Амплитуда напряжения на выходе каждого датчика -пропорциональна соответствующей силе: и, kT,; и kP.(2) Таким образом получается .U,+U, k{F, + ,) kF. (3) Как указывалось выще, величина, пропорциональиая cos ф/2, вырабатывается фазовым детектором 15. В соответствии с (1) искомое значение натяжения определяется деление.м и на cos ф/2. Операцию делени я напряжений после простого детектирования Ui выполняет логометрический преобразователь. В частности, магнитоэлектрический логометр, использованный на выходе рассмотренной системы, может быть непооредственно проградуирован в единицах натяжения. Предмет изобретения Устройство для измерения натяжения полосы, содержащее измерительный ролик с встроенными в его опоры измерителями усилий, входные обмотки которых соединены с источником переменного напряжения, а выходные соединены с измерительным блоком, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повыщения точности, в нем между источником напряжения и измерителями усилий включены фазовращатели, а выходные обмотки измерителей усилий соединены с фазовым детектором и измерительным блоком.

Фиг./

10

73

Ч ft