Электромагнитный весовой элемент Советский патент 1980 года по МПК G01G7/00 

I

Изобретение относится к весоизмерительной технике, а также экспериментальной технике для аэродинамических исследований.

Известны весовые элементы, уравновешиваемые грузом, содержащие коромысло, опору, ходовой винт, ПОПВИтНЫЙ

груз и гидравлический демпфер {ij.

Однако, обладая требуемой точностью известные весовые элементы не обеспечивают достаточного быстродействия из-за необходимости перемещения подвижного груза для восстановления равновесия при измерениях.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее рычаг, датчик перемещения, усилитель, катушку и постоянный магнит 2.

В этом устройстве при нарушении , равновесия рычяга датчик перемещения подает сигнал на усилитель, который питает током кптупаку, находящуюся в магнитном поле пос:тоянног-о .

От взаимодействия тока в катушке и магнитного поля магнита создается сила, приложенная к рычагу, которая компенсирует измеряемое усилие, сохраняя равновесие рычага. По величине тока, протекающего по катушке, можно судить о величине измеряемого усилия.

Однако известный весовой элемент применим только в условиях постоянства температуры окружающей среды и не

0 обеспечивает достаточной точности при изменении температуры. Обычно весовые элементы аэродинамических весов устанавливаются в камере давления трубы, где в процессе проведения эксперимен- . 1 значительно изменяется температура окружающего воздуха. Это изменение температуры меняет магнитные свойства постоянного магнита. В результате значительно увеличивается погрешность измерения. Так, экспериментальные исследования показывают, что при измене- НИИ температуры на ЗО С предельная погрешность весового элемента изменя- ется на 0,9% от максимального измеряемого усилия, что не допустимо для нор- мальной работы аэродинамических весов; Цель изобретения - повышение точности измерений при изменении температуры. Это достигается тем, что в устройство введена система температурной коррекции, состоящая из температурного преобразователя, например термопары катушки подмагничивания, установленнык на постоянном магните, и усилителя постоянного тока, при этом термопара соединена с входом усилителя постоянного тока, а катушка подмагничивания подклю чена к его выходу. На фиг. 1 изображена блок-схема . предлагаемого электромагнитного весового элемента; на фиг. 2 - график результатов градуировок предлагаемого весового элемента. Электромагнитный весовой элемент содержит рычаг 1, на конце которого установлен датчик 2 перемещения, подключенный к входу усилителя 3. К выходу усилителя подключена катушка 4, которая расположена в магнитном поле постоянного магнита 5. На магните установлены температурный преобразователь б, например термопара, и катушка 7 подмагничивания, при этом термопара соединена с входом усилителя 8 постоян ного тока, а катушка подмагничивания подключена к его выходу. Электромагнитный весовой элемент работает следующим образом. Измеряемое усилие, приложенное к рычагу 1 весового элемента выводит рычаг из равновесия. В датчике 2 формируется сигнал, поступающий в усилитель 3, который питает током катушку находящуюся в магнитном поле постоянного магнита 5. Ток в катушке взаимодействует с магнитным полем магнита. При этом создается сила, приложенная к рычагу, которая уравновещивает измеряемое усилие. При изменении температ ры магнита меняются его магнитные свойства, а также изменяется ЭДС термопары. Напряжение термопары, усиленное усилителем 8 постоянного тока, по- тупает в катутлку 7 подмагиичивания, оторая создает дополнительный магнитый поток, компенсирующий изменение агнитного потока постоянного магнита т изменения его температуры. При этом оэффициент пропорциональности между оком в основной катушке и развиваемой илой будет постоянным и независимым т температуры окружающей среды. На фиг. 2 приведены результаты градуировок предлагаемого электромагнит1його весового элемента без системы температурной коррекции и с ней. По оси ординат отложено относительное значение -л/ : при ПОСТОЯННОМ токе через Fon.MOKc. катушку, где оп-ма с измеряемое максимальное усилие при опорной температуре; F. - измеряемое максимальное усилие при разных температурах. Эти результаты показывают, что применение системы температурной коррекции увеличивает точность измерения примерно в 15-20 раз при изменении температуры на 30 С. Формула изоб.ретения Электромагнитный весовой элемент, содержащий рычаг, датчик перемещения, усилитель, катушку и постоянный магнит, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения при изменении температуры, в него введена система температурной коррекции, состоящая из температурного преобразователя, например термопары, катушки под- магничивания, установленных на постоянном магните, и усилителя постоянного тока, при этом термопара соединена с входом усилителя постоянного тока, а катушка подмагничивания подключена к его вьпсоду. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Горлин С. М. ч др. Лэромехани- ческие измерения, М., Наука, 1964, с. 447-453. 2.Горлин С. М. и пр. Аэромеханкчес- кие измерения. М., Наука, 1964, с. 465.