Компенсационный электромагнитный динамометр Советский патент 1974 года по МПК G01L1/08 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть применено при измерении усилий в микродатчиках углов, моментов, сил и т. п.

В известных электромагнитных динамометрах, содержащих коромысло весов на растяжках и компенсационную силовую обратную связь, вес датчика нагружает весы и подвесные растяжки, что вызывает дополнительные погрешности.

Предлагаемый динамометр отличается от известных тем, что рабочая тяга снабжена магнитной подвеской, выполненной в виде двух осевых магнитов, установленных навстречу одноименными полюсами, и неподвижной катушки, соединенной с регулируемым источником постоянного тока.

На чертеже схематически показано предлагаемое устройство.

Коромысло 1 подвешено на вертикальных и горизонтальных растяжках 2 и 3. Одна из растяжек 3 соединена с торсионной головкой 4. На конпах коромысла 1 в развилках 5 и 6 с помощью растяжек 7 и 8 подвешены рабочая и тарировочная тяги 9 и 10 с посадочны.ми местами 11 и 12 для ротора 13 исследуемого микродатчика 14 (статора) и его весового эквивалента - тары 15.

На рабочей тяге 9 закреплен ротор дополнительного поддерживающего элемента типа

2

магнитной пружины, выполненной в виде двух встречно установленных (например, полюсами Л ) постоянных магнитов 16 и 17, преимущественно полых, симметрично размещенных своей средней частью по оси О-О цилиндрического соленоида 18, имеющего высоту h порядка половины общей длины Лг двух магнитов () и подключенного через регулировочный резистор 19 к источнику 20

стабилизированного постоянного напряжения ty const.

Тяга 9, кроме того, поддерживается радиальными растяжками 21, создающими боковую жесткость к воздействию смещающих сил

PC,- В верхней части тяги 9 установлен постоянный магнит 22 обратного преобразователя 23 плунжерного типа, соединенного через показывающий прибор 24 с выходом усилителя 25.

Устройство имеет также фотоэлектрический преобразователь некомпенсации, содержащий лампу 26 подсветки, подвижное зеркало 27, жестко связанное с коромыслом 1, и фотопреобразователи 28. Арретирование тяг 9 и 10

осуществляется с помощью механизмов 29. Устройство работает следующим образом. На посадочные места 11 и 12 устанавливают ротор 13 исследуемого микродатчика и его весовой эквивалент. Поскольку при

встречной установке магнитов 16 и 17 их общий полюс (например, N) образуется в средней части сборки, он стремится расположиться посредине соленоида 18 (в зоне наибольшей напряженности И его магнитного поля), создавая тем самым дополнительную поддерживающую силу для тяги 9. Сила тяжести ротора 13 уравновешивается, таким образом, силой упругости магнитной пружины, радиальных растяжек 21 и концевых растяжек 7 коромысла 1. При необходимости силу упругости магнитной пружины регулируют путем перемеш.ения движка резистора 19.

В случае отсутствия питания на статоре 14 и нулевой воздействующей силе ( производят начальное уравновешивание коромысла 1 и тяги 9 путем закручивания растяжки 3 торсионной головкой 4. Указатель прибора 24 устанавливают на нулевое деление. Затем осуш,ествляют выставку взаимных координат X, Y, Z частей микродатчика и на его статор подают питание Ui и /г. Возникающая сила FX воздействует на тягу 9, вызывая ее перемещение, коромысло 1 разбалансируется, зеркало 27 поворачивается, и на выходе усилителя 25 появляется сигнал .рассогласования f/вых.

Выходной ток /вых, поступающий в преобразователь 23, создает компенсационную силу Р, возвращающую тягу 9 в положение, близкое к первоначальному. Отсчет измеряемой силы FX ведут по формуле

FX F-, /Г4„„

где К - постоянная устройства, определяемая при градуировке.

Устройство градуируют путем навески на тягу 9 образцовых гирь с известными массой /Побр и весом Робр тобр-§, где g - ускорение силы тяжести.

Предмет изобретения

Компенсационный электромагнитный динагмометр, содержащий коромысло с рабочей тягой, подвешенное на растяжках, компенсационную силовую обратную связь, состоящую из датчика перемещения, усилителя и электромагнита, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности, рабочая тяга снабжена магнитной подвеской, выполненной в виде двух осевых магнитов, установленных на тяге навстречу одноименными полюсами, и неподвижной катушки, соединенной с регулируемым источником постоянного тока.