Устройство для измерения характеристик упругих чувствительных элементов Советский патент 1980 года по МПК G01L7/02 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения давления электрическими методами. Известны устройства для измерения характеристик улругих чувствительных элементов, например податливости при приятии ими давления l. Основой эти устройств, является преобразователь перемещения в электрический сигнал, Опнако эти устройства характеризуются недостаточной точностью измере ния податливости упругого чувствительного элемента влияния массы подвижного элемента измерительного преобразователя перемещений. Известно устройство для измерения податливости упругих элементов, имеющее незначительную массу подвижного элемента 2|, Недостатком его является низкая точ ность измерения из-за влияния на измеряемую податливость жесткости упругих направляющих подвижного элемента преобразователя перемещения. Цель изобретения - повышение точности измерения характеристик упругих чувствительных элементов за счет уменьщения погрешности от измерения жесткости направляющих. Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения характеристик упругих чувствительных элементов, содержащее измерительный преобразователь перемещения со щтоком, установленным в упругих направляющих, и источник питания, снабжено катушкой электромагнита, жестко установленной на штоке, и суммирующим усилием постоянного тока, вход которого электрически соединен с источником питания и с выходом преобразователя перемещения, а выход - с катушкой электромагнита. Введение дополнительных элементов в виде электромагнита и суммирующего усилителя позволяет скомпенсировать массу подвижной системы преобразователя

перемещений и жесткость упругих направляюишх, силой развиваемой электромагнитом во всем диапазоне измеряемых перемещений.

На чертеже схематично изображено

предлагаемое устройство.

Устройство содержит трансформаторный преобразователь перемещений 1, содержащий магнитопровод 2 с обмоткой возбуждения 3 измерительную 4 и компенсационную 5 катушки, которые соединены встречно.

Шток 6 подвешен на двух плоских пружинах 7 и 8. На верхнем конце измерительного штока закреплена измерительная катушка 4. Нижний конец измерительного штока упирается в контролируемый чувствительный элемент 9, неподвижно закрепленный на основании 1О.

Электромагнит 11 состоит из магиитопровода 12, постоянного магнита 13 и подвижной катушки 14, размешенной в кольцевом зазоре магнита и неподвижно закрепленной на измерительном стержне.Измеритель напряжения 15 предназначен для преобразования выходного напряжения преобразователя перемещения 1 в визуальные показания (например, поворот стрелки по шкале или цифровые табло), выраженные в единицах измеряемого перемещения.

Выпрямитель 16 предназначен для выпрямления выходного напряжения трансформаторного преобразователя перемещеНИИ.

Стабилизированный источник постоян- Hoio тока 17 содержит стабилизатор напряжения (стабилитрон Д и резистор Р) и делитель напряжения , служащий для настройки устройства.

Суммирующий усилитель 18 содержит два входных сопротивления , и R, и сопротивление обратной связи R служащие для подбора масштабов

На чертеже один конец измерительной катушки 4 и подвижной катушки 14 электромагнита соединены между собой и подключены на корпус устройства.

Выходное напряжение преобразователя Ug, подается на вход измерителя напряже1шя 15 и выпрямителя 16.

Выходы выпрямителя 16 и источника постоянного тока 17 подключены к входам суммирующего усилителя 18. Выход усилителя 18 подключен к подвижной катушке электромагнита 11.

Устройство работает следующим образом.

При подаче в упругий чувствительный элемент 9 давления элемент прогибается и через шток 6 перемещает измерительную катушку трансфер MarqpHoro преобразователя перемещения 1. В измерительной катушке наводится напряжение, преобразуемое в измерителе напряжения.

При этом в подвижной катушке электромагнита, закрепленной на штоке, протекает ток, вызывающий возникновение электромагнитной силы.

За счет подбора значений сопротивлений с цепи электромагнита добиваются, чтобы значение электромагнитной силы компенсировало действие массы подвижной системы преобразователя и плоскости упругих направляющих штока.

Формула изобретения

Устройство для измерения характеристик упругих чувствительных элементов. Содержащее измерительный преобразователь перемещения со штоком, установленным в упругих направляющих, и источник пита1шя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет уменьшения погрешности от изменения жесткости направляющих , оно снабжено катушхой электромагнита, жестко установленной на штоке, и суммирующим усилителем постоянного тока вход которого электрически соединен с источником питания и с выходом преобразователя перемещения, а выход - с катушкой электромагнит

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 386293, кл. Q 01 Ь 9/1О, 1971.

2.Туричин А. М. Электрические измерения неэлектрических величин. Энергия, 1975, с, 425 (прототип).

т/