Устройство для измерения усилий Советский патент 1982 года по МПК G01L1/12 

(Б) устройетво ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ

, . I -.

Изобретение относится к изме 7 рительной технике и может быть использовано для измерения силы,да&лення.

Известны магнитоупругие силоиз- : мерители, содержащие ферромагнитный сердечник с обмотками, источник питания и регистрирующий прибор 1.

Недостатками известных приборов является узкий рабочий диапазом / измеряемых усилий, так как испот зуемые в них ферромагнитные материалы имеют невысокий предел упругости, и малую чувствительность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения усилий, содержащее генератор, подключенный к формирователю, а также последовательно соединенные магнитоупругий датчик, коммутатор, управляющий вход которого подключен к выходу формиройателя, и регистратор выходного сигнала 12.

Благодаря использованию высокочастотного премагничиаания чувствительность этого устройства выше. Одлако при этом увеличивается влияние паразитных емкостей, нестабильности параметров перемагничивающего поля и других факторов, что приводит к увеличению пограиности прибора.

Цель изобретения - повьшение точности измерения.

10

Эта цель достигается тем, что в устройство введены последовательно соединенные дифференциальный усилитель и интегратор, причем один из входов дифференциального усилителя

15 подключен к выходу генератора,, другой к выходу формирователя, а аы-. ход интегратора соединен с входом датчика.

На фиг. 1 представлена блок-схема

28 устройства; на фиг. 2 - графики,поясняющие его работу.

Устройство содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, формирова-

39

тель 2, дифференциальный усилитель интегратор k, магнитоупругий датчик 5, коммутатор 6 и регистратор 7 выходного сигнала. Элементы 1- представляют собой источник питания дат чика 5.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 прямоугольных импульсов 1 вырабатывает напряжение U (фиг.2), которое поступает на вход формирователя 2 и один из входов усилителя 3. Формирователь 2 вырабатывает сигнал Un, поступающий далее на управляющий вход коммутатора 6 и Другой вход дифференциального усилителя 3. Усилитель формирует сигнал IJj, который поступает на интегратор А. Выходной с 1гнал интегратора и создает ток в первичной обмотке датчика 5- Сердечник датчика перемагничивается, и во вторичной обмотке наводится ЭДС, пропорциональная усилию, приложенному к сердечнику. Эта ЭДС через коммутатор 6 поступает на регистратор 7.

Режим работы источника питания (элементы 1-4) выбирается таким образом, что необратимое перемагничи-вание сердечника происходит на инте валах времени, в течение которых сигнал изменяется сравнительно медленно. На интервалах, соответствующих крутым фронтам сигнала U , сердечник перемагничивается путем обратимого вращения вектора намагниченности, а индуцируемая ЭДС слабо зависит от измеряемого усилия. Поэтому, чтобы исключить влияние ее на точность измерения, устройств снабжено коммутатором, который пропускает сигнал в регистратор 7 только тогда, когда скорость изменения тока в первичной обмотке датчика 5 сравнительно невелика, и во вторичной обмотке датчика от необратимых изменений намагниченности сердечника индуцируется ЭДС.

Предлагаемое изобретение в значительной мере уменьшает погрешности, вызванные нестабильностью перемегничивающего поля,что вызвано как сравнительно низкой скоростью перемагничивания на рабочем участке, так и более высокой стабильностью выходного сигнала источника питания (элементы I-) по сравнению с источником синусоидального сигнала.

Кроме трго, выполнение- источника питания по схеме фиг.1 позволяет значительно уменьшить скважность регистрируемой ЭДС по сравнению с источником синусоидального сигнала той же частоты (за счет того, что на нерабочем участке петли гистерезиса сердечника скорость перемагничивания возрастает). Уменьшение скважности сигнала позволяет снизить динамические погрешности, то есть при той же точности регистрировать более быстропротекающие процессы.

Формула изобретения

Устройство для измерения усилий, содержащее генератор, подключенный к формирователю, и последовательно соединенные магнитоупругий датчик, коммутатор, управляющий вход которого подключен к выходу-формирователя, и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены последовательно соединенные дифференциальный усилитель и интегратор, причем один из входов дифференциального усилителя подключен к выходу генератора, другой - к выходу формирователя, а выход интегратора соединен с входом датчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

П.В. Новицкого. Л., Энергия, 1975, с. , рис. 13-20 а.

Vt

П