Динамометр

ССЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 001104 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННОЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. 300-летия воссоединения Украины с Россией(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 473911, кл. 0 01 (. 1/08, 1974.2. Авторское свидетельство СССР Р 447582, кл. 0 011/08, 1972 (прототип).(54,(57)1.ДИНАМОМБТР,содержащий Упругую подвеску, цепь компенсации еЕ жесткости, усилитель, ко входу которого подключен датчик смещения подвески, связанный с подвеской электромеханический , преобразователь и регистрирующий прибор, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьыения точности измерения при изменяющихся внешних условиях, в него введены генератор опорных сигналов,-фазовый детектор, усилитель-поеоазователь, Фильтр нижних,.ЯО 1023212 А частот, контур адаптации, состоящийиэ генератора пробных сигналов, второго электромеханического преобразователя, связанного с подвеской,электронной модели динамометра, двухфильтров, схемы сравнения и усилительно-преобразовательного устройства, при этом усилитель выполненс регулируемым коэффициентом усиления, его выход через последовательную цепочку из Фазового детектора иусилителя-преобразователя соединенс первым электромеханическим преобразователем и входом первого Фильтра,выход которого подключен к первомувходу схемы сравнения, генератор пробных сигналов подключен ко второму фэлектромеханическому преобразователю и через последовательную цепочкуиз электронной модели динамометраи второго фильтра - ко второму входу схемы сравнения, выход которойчерез усилительно-преобразовательное Яустройство подключен к управляющемувходу усилителя, а регистрирующийприбор через Фильтр нижних частотподключен к выходу усилителя-преобразователя.102322 2. Динамометр по и. 1, о т л ич а и щ и й с я тем, что в него введена система автоматической установки нуля, состоящая из испслниИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения микроусилий всреде с существенно меняющимисявнешними условиями, в частности при 5измерении тяги микродвигателей, втом числе и электрореактивных,Известны динамометры, содержащие упругую подвеску, преобразователь деформации упругой подвескии регистрирующий прибор. Упругаяподвеска должна обладать минимальной механической жесткостью, что. позволяет получать достаточно большие перемещения подвески при действии измеряемых усилий. Одним иэспособов уменьшения механическойжесткости уцоугой подвески являетсявведение отрицательной жесткости 11.Однако при изменении внешних условий нестабильность суммарной жесткости приводит к снижению точностиизмерений.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является динамометр, содержащий упругую подвеску, цепь компенсации ее жесткости,усилитель, ко входу которого подключен датчик смещения подвески, связанный с подвеской электромеханический преобразователь и регистрирующий 30прибор Г 23.Основным недостатком этого динамометра является снижение точности измерений, обусловленное нестабильностью суммарной жесткости при изменении внешних условий и параметровкомпенсации.Цель изобретения " повышение точности измерения при изменяющихсявнешних условиях, 4 ОПоставленная цель достигаетсятем, что в динамометр введены генератор опорных сигналов, фазовый детектор, усилитель-преобразователь,фильтр нижних частот, контур адаптации, состоящий иэ генератора пробных сигналов, второго электромеханического преобразователя, связанногос подвеской, электронной модели динамометра, двух фильтров, схемысравнения и усилительно-преобразовательного устройства, при этом усилитель выполнен с регулируемым коэфФициентом усиления его выход черезпоследовательную цепочку из фазового тельного механизма возврата подвескии связанного с ним переключателя нагрузки, который подключен к выходуусилителя-преобразователя. 2детектора и усилителя-преобразователя соединен,с первым электромеханическим преобразователем и входом первого Фильтра, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения,генератор пробных сигналов подключенко второму электромеханическому пре"образователю и через последовательную цепочку из электронной моделидинамометра и второго фильтра - ко "второму входу схемы сравнения, выходкоторой через усилительно-преобразовательное устройство подключен к уп"равляющему входу усилителя, а регистрирующий прибор через фильтр нижнихчастот подключен к выходу усилителяпреобраэователя, Кроме того, введена система автоматической установки нуля, состоящая из исполнительного механизма возврата подвескии связанного с ним переключателянагрузки, который подключен к выходу усилителя-преобразователя.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого динамометра.Динамометр состоит иэ упругойподвески 1, датчика смещения подвес"ки 2, связанного с подвеской первого электромеханического преобразователя 3, усилителя 4, фазового детектора 5, генератора опорного сигналаб, усилителя-преобразователя 7,Фильтра нижних частот 8, регистрирующего прибора 9.Контур адаптации включает генератор пробных сигналов 10, электроннуюмодель динамометра 11, второй электромеханический преобразователь 12,фильтры 13 и 14, схему сравнения 15,усилительно-преобразовательное устройство 16,В динамометре с помощью переключателя 17 н повторно-кратковременномрежиме подключается исполнительноеустройство 18 системы автоматическойустановки нуля. Устройство работает следующим образом.Приложение внешней- силы Г вызывает смещение упругойподвески 1 от нулевого положения, Это смещение с помощью датчика смешения 2 преобразуется в электрический сигнал, представляющий собой высокочастотные модулированные колебания. Этот сигнал усиливается усилителем 4 и поступает;Заказ 4201/28 Тираж 873 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 на Фазовый детектор 5. Необходимый для работы Фазового детектора опорный сигнал задается генератором опорного сигнала б. Фазовый детектор 5 выделяет из высокочастотного модулированного сигнала низкочастотный5 сигнал, амплитуда которого пропорциональна величине смещения упругой подвески, а Фаза - направлению смещения. Этот низкочастотный сигнал подается на усилитель-преобразователь 7,10 где происходит усиление по мощности. Усиленный сигнал через фильтр низких частот 8 поступает на регистрирующий прибор 9, проградуированный в единицах измеряемых усилий. Одновременно 15 сигнал с усилителя преобразователя 7 через первый электромеханический преобразователь 3 воздействует на упругую подвеску 1 в виде сигнала положительной обратной связи. Действие положительной обратной связи анало, гично приложению к упругой подвеске 1 дополнительной силы, пропорциональной смещению и действующей в направлении смещения подвески. Это означает,д что в систему вводится отрицательная жесткость и таким образом реализуется цепь компенсации жесткости,Действие контура адаптации осуществляется следующим образом.Сигнал с генератора пробных сигналов 10 подается на электронную модель динамометра 11, собранную иэ стабильных элементов и имеющуд заданные динамические свойства динамометра от первого электромеханического преобразователя 3 до фильтра нижних частот 8, и одновременно через .второй электромеханический пре образователь 12 на вход динамометра. Реакции модели и динамометра на пробный сигнал через Фильтры 13 и 14 поступают на схему сравнения 15, а с нее - на усилительно-преобразовательное устройство 16, которое изменяет коэффициент передачи усилителя 4 таким образом, чтобы сигнал на выходе схемы сравнения 15 стал рав ным нулю. Таким образом, суммарная жесткость устанавливается на уровне стабилизируемой величины и устраняются погрешности измерения, вносимые нестабильностью параметров динамо- метра, т,е. повышается точность измерения.Для устранения ухода нуля введена система автоматической установки нуля, которая работает в повторно кратковременном режиме, для чего с помощью переключателя 17 отключается измеряемое усилие с одновременным подключением исполнительного устрой" ства 18, возвращающего датчик перемещения в нулевое положение.Предлагаемый динамометр может иметь любую желаемую суммарную жесткость, что позволяет повысить точность измерений по сравнению с прототипом, в широком диапазоне внешних условий, когда последние существенно влияют на жесткость упругой подвески динамометра.