Устройство для преобразования механических усилий Советский патент 1979 года по МПК G01L1/08 

Изобретение относится к области внформадионно- змерительной техники и может найти широкое применение в составе информационно-измерительных систем для точных измерений механических усилий, а также различных физических величин: ускорений, давлений, моментов и- т.п., лег ко преобразуемых в силу. Известное устройство для преобразовв. ния механических усилий, содержащее ве совой опорный элемент, включающий эталонную катушку с системой силсжой компенсации ее веса, не обеспечивает требуемой точности преобразования . Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для преобразования механических усилий, содержащее магнитную систему с постоянным магнитом, измерительную в эталон кую катушки, расположенные в зазоре маг нитцой системы, датчик перемещения катушек, соединенный с входом усилителя, связанным с измерительной катушкой, переключающее устройство и стабилизатор тока 2. К недостаткам кзЕвстного устройства относится низкая точность пресЗразова- ния. Цель изобретения заключается в повы.шенин точности пробразования. Указанная цель достигается за счет того, что в предлагаемое устройство введен информационно-измерительный блок с управляемым выходом, причем эталонная катушка укреплена на измерктелыюй и соединена со стабилизатором тока через переключающее устройство, управляемый вход которого соединен с управляющим вылодом информационно-измерительного блока, а вход последнего соединен с . ходом усилителя. На фиг. 1 представлено описываемое устройство для преобразования механических усалнй; на фиг. 2 - его блсж-схема. Устройство содержит магнитную систему 1 с постоянным магаитом 2, измерительную 3 и этшюнную 4 катушки, распо369ложенные в зазоре магнитной системы и соединенные с ней при помощи упругих элементов 5. Дапик перемещения катушек 6 соединен с входом усилителя 7, связанным с измерительной катушкой.Эта донная катушка укреплена на измерительной и соединена со стабилизатором тока 8 через переключающее устройство 9, управляемый вход которого соединен с уп. равляющим выходом информаиадонно-изме -. рительного блока 1О, вход которого соединен с ВЫХОДСЖ1 усилителя. Переключающее ее устройство 9 управляется выходными импульсами, поступающими с выхода информационно-измерительного блока 10. На вход информационно-измерительного блока поступает выходной сигнал 1 с усилителя 7. Вес PQ измерительной 3 и эталонной 4 катушек, части датчика перемещения катушек б скомпенсирован уснРК ЬОВгде LQ- длина витков эталонной катуш BQ-индукция в зазоре магнитной системы;1 - величина тока стабилизатора тока 8. Функционирование информационно-измерительного блока 10 предполагает коммута цию на входе различных усилий от разных объектов. Градуировка перед измерениями или в процессе измерений предполагает подачу на вход нулевого и номинального усилий. Обычно подача на вход нулевых сигналов не представляет трудности. Создание образцового номинального усилия - реперной точки, как правило, сложная или практически невьшолнимая задача. В настоящем устройстве в качестве реперной точки предлагается использовать вес PQ подвижной части, скомпенсированный в режиме измерезий магаитоэлектри- ческим усилием эталонной катушки 4, а подачу его на вход - обеспечивать выклю чением переключающим устройством 9 то ка IQ в эталонной катушке 4 по сигнал с информационно.щзмерительного блока. Особенностью устройства как отмечалось выше, является дополнительный дрейф нуля ДРдОт неточной компенсации веса PQ за счет нестабильности индукции Во Перед началом цикла измерений усилий F, или между измерениями Pj.,когда FX О, по сигналу с информационноизмерительнО1Ч) блока осуществляется измерение величины дрейфа где UK, - Длина витков катушки 3; « - чувствительность устройства регистрадией в информационно-измерительном блоке тока Лi. После измерения величины дрейфа Д, А А. Et Ь. ТАЪиЧ 4.ДСА Д.ЧЧЛКА Л:Ч.. .wi «шъл BiA ri jзходу устройства по сигналу с информг к входу устройства по сигналу с ннформа/ г ционно-измерительного блока тока 1 в эталонной катушке 4 приложено усилие РО о, г-Дв Q- дрейф, С5но уравновешивается с действительной индукцией Э Ъ(,е. Ро До-1 кЬоО+Г9 12 при этом ток I регистрируется в информапионно-измеритёльном блоке. Решая совместно уравнения 1) и (2), определяем Ч V -кЬoa.,-I,) s loЬo o ЧЬoCW в режиме измерения усилий на входе системы уравновешивания имеется дрейф нуля ЛQ- Др,и входное усилие уравновешивается током 1у, т.е. Рх. 1 регистрируется/Решая совместно уравнения (t) и (31, находим Р„ .) 1 1 1 3s поставляя в него выражение для у-д,получаем окончателълые результаты измерения усилий: PpCIx -IQ N 2 . Таким образом, наличие в устройстве реперной точки - весового опорного элемента и электрическая коммутация его позволяют просто осуществить с помощью информационно-измерительного блока коррекции погрешности дрейфа нуля и чувствительности и практически исключить не только погрешность от нестабильности индукции, но и погрешность от дрейфа нуля системы силового уравновешивания. Формула изобретения Устройство для преобразования механнческих усилий, содержащее магнитную систему с постоянным магнитом, измерительную и эталонную катушку, расположенные в зазоре мапштной системы, датчик перемещения катушек, соединенный с входом

усилителя, связанным с измерительной , катушкой, переключающее устройство в стабилизатор тока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введен информационно-измерительный блок с управляющим выходом, причем эталонная катушка укреплена на измерительной и соединена со стабилизатором тока через переключающее устройство, управляемый 7

вход которого соединен с управляющим выходом информационно-измерительного блока, а вход поахеднего соединен с выходом усилителя. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 306250, кл. G О1 С 7/04, 1959,

2.ПатентСША№3786863, кл. 73-141, пубпик. 1974 (прототип).

9ii3.l /