Устройство для измерения усилий Советский патент 1978 года по МПК G01L1/12 

Изобретение относится к сипоизмеритепьной технике и может быть испопьзсхвано для измерения усилий, веса, давпения.

Известны устройства для измерения усилий, содержащие магнитоупругий пре образователь, измерительную схему, стабипизированный источник питания со схемой сравнения fljl .

Наиболее близким техническим реше- нием к изобретению является устройство для измерения усилий, которое содержит магнитоанизотропный-датчик усилия с дифференциальными выходными обмотками, измерительную схему и источник питания, выполненный в виде стабилизатора суммарного напряжения его выходных обмоток

И.

Недостатком данных устройств является необходимость индивидуальной тари- ровки, вследствие разброса крутизны и коэффициента нелинейности статической характеристикГ. магнитоупорного преобразователя, завис5пцей от материала, конст рукции, технологии изготовления магнито-

провода и типа измерительной схемы. Кроме того, в известных устройствах в ка честве входного сигнала измерительной схемы и схемы сравнения обычно испопь зуется средневыпрямпенное значение нап-ч р51жения.

Как известно, величина средневыпряь ленного значения напряжения зависит от коэффициента формы кривой. Значение коэффициента формы кривой зависит от многих факторов, например температуры, времени наработки изделия и др. Изменение коэффициента формы кривой напряжения является причиной нестабильности показаний известных устр эйств, что, в конечном итоге, снижает точность .

Целью изобретения является повьпие- ние точности измерения.

Это достигается тем, что в предпагаемом устройстве в магнитоупругий преобразователь введена дополнительная обмот ка, расположенная на магнитопроводе идентично обмотке питания, а источник питания выполнен в виде стабилизатора пикового значения ЭДС, дополнительной обмотки, причем измерительная схема может быть выполнена в виде вопьгмегра пикового значения ЭДС выходной обмотки. На чертеже представлена схема опи сываемого устройства. Устройство содержит магииtoyпругий преобразователь 1, иамеригепьную схему 2 и .источник питания 3. Источник питания состоит из генератора низкой частоты 4, например .Т С-генерагс а на 1ООО Гн, который через резистор 5 и раздепн тельные конденсаторы 6 и 7 подключен на вход усипитепа мошносги 8:и коппектор транзистора 9 соответсгвенно; выход у.сипитепя мощности 8 подключен к пачаПУ обмотки питания Ю магнитоупорного преобразователя. Начало допопнигепьной обмотки 11 через д-тод 12 соединено с инвертирующим входом операционного уси пигеля 13, в цепь обратной связи которого включены конденсатор 14 и резне- тор 15. Выходная обмотка 16 подключена на вход измерительной схемы 2. К не инвертирукдцему входу операционного усипигеля 13 подключен источник го опорного напряженияи0|р а выход опе рационного усилителя подключен к базе транзистора 9. Эмиттер траизистора 9 и концы обмоток 1О, 11 и Тбсоединены с общей шиной. В предлагаемом устройстве повышение точности и стабильности изксерения дости гается стабилизацией пикового значения скорости изменения магнитного потока в сечении охватываемом обмоткой пигания Юи дополнительной обмоткой И, гото рая связана с ЭДС, наводимой в допои- ни тельной обмотке 11 согласно закону Фарадея: АЛ1. - , где , - ЭДС на выходе доиопяитвпьной обмотки; W«оп - число витков дополнительной обмотки;.. ,/(}1 - скорость иаменения магнитного потока в сечении, охватываемом обмо1 кой питания и дополнительной обмоткой. ЭДС выходной обмотки 166 опредедЯ ется по формуле: Фцит . Sirta; ;j2) где Wegy число витков выходной обмогки;. (А - угол поворота вектора магнит ного потока под действием приложеивого усилия Ч. ; йпи с учетом формулы (1); AorTSi« 5 K-siK«.,(3) Откуда следует, что пиковое значение ЭДС выходной обмотки зависит только от угла поворота вектора -магнитнбго потока при фиксированной величине пикового зна чения ЭДС дополнительной обмотки е.лп АР ч Устррйство работает еледующимобразом. 1Выходное напряжение генератора ниэкой частоты 4 подается на вжэд усилите«я мощности 8 через резистор 5 и раздепительный конденсатор 6. Величина вход ного напряжения усилителя мощности зависит от падения напряжения на резисторе 5, которое пропорционально гоку, Ъроходящему через 1ранзистор 9. Выходное i на№ряжение усилителя мощности Qfi -- подается на обмотку питания 1О, магни готпроводе преобразователя 1 создается пе- рэменный магнитный поток, который инду ЦИруег.ЭДС в дополнительной обмотке 11 доп выходной обмотке 16 ,ix ЭДС дополнительной обмотки в .0 детектируется диодом 12 в на инвертирую шем входе операционно - о усилителя .13 действует положительное пнксшое значение ЭДСвдод которое в установившемся режиме превышает величину опорного напри-. жения на 5-1О мВ. При этом на выходе операционного усипитепя 13 появляется отрицательное напряжение которое поступает на базу транзистора 9 и опредвпяет ток черег него, и, следовательно, ве- личину входного напряжения усипигепя мощности 8. Изменение величины ЭДСвд ц приводит к изменени о напряжения питания вц, приводящему положигепьное пиковое значение ЭДСвдоц к уровню, ваданному.нс точником опорного напряженияIf-jj. Измерительная схема 2, выпопненная, например, в виде пикового вольтметра, изме- ряет ЭДС выходной обмотки б-gj,,, пра порционапьную приложенной нагрузке U и не зависящую от коэффициента формы кривой питающего напряжения, Основным преимущесгвом данного иэобретения является го, что при его использевании огпадаег необходимосгь индивил дуальной тарировки дня достижения гре-. буемой точности иамерений и повышается стабильность измерений, вследствие иск« пючения влияния коэффициента формы кр вой на величину ЭДС вы содной обмотки. Форму па изобре тения 1. Устройство дпя измерения усипий, содержащее магиигоупругий преобразовагепь трансформаторного типа, источник . питания и измерительную схему, о т прчающееся тем, что, с цепью повышения точности измерений в магяи тоупругий преобразователь введена допол нительная обмотка, расположе1ша5г на Mar нитопроводе идентично обмотке питания, а источник питания выполнен в виде стабипиэатора пикового значения ЭДС цопопнитепьной обмогкк. 6 1О6 2. Устройство по п. 1, о т п и ч а юш е е с я тем, что измеритепьная схема выполнена в виде вопьтметра пикового значения ЭДС выходной обмотки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетепьсгво СССР № 4579О1, кп. Q О1 Ь 1/12, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 34760О, кп. Q О1 U 1/12, 197О.