Магнитоэлектрический динамометр

,БО 1087785 АРСТВЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЗМРЦТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОСНОМУ СДЕВЪСТВУ 1. Лоба ордена Ленина титут им. И.И ССРР80 тельство 08, 1975 ельство СС08, 18.04(54) (5 ) МАП 1 ИТОЗЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР, содержащий скповводящий элемент, упругий элемент, датчикперемещения упругого элемента, магнитоэлектрический силовой компенсатор и электрическую схему компенсации, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения диапазонаизмерений, упругий элемент выполненэллипсообразной формы, на его наруж Виой стороне расположена обмотка силовой компенсации, причем упругийэлемент установлен одним концом наосновании так, что его продольнаяи поперечная оси перпендикулярнылинии, связывающей полюса магнитоэлектрического силового компенсатора, а другой конец упругого элементасвязан с силовводящим элементом.1 108778Изобретение относится к информационно"измерительной технике и может найти приме.ение для точных измере" ний усилий, а также массы, плотности и веса различных тел в широком диа назоне.Известен магнитоэлектрическийдинамойетр,содержащий магнитоэлектрнческпй преобразователь с подвижной катушкой на упругом подвесе с электричес кой схемой, С целью уменьшения порога чувствительности и расширения тем самым нижнего предела измерения он снабжен двумя дополнительными обмотками отрицательной жесткости на каркасе компенсационной катушки Г 13 .Наиболее близким к изобретению по технической сущности является дннамометр, содержащий двухэлементный упругий подвес, магнитоэлектрический компенсатор с силовой катушкой, датчик перемещения и электрическую схему уравновешивания. Он позволяет существенно расширить верх ний предел измерения. Силовводящий элемент 1 йсположен между корпусом и катушкой силовой компенсации и жестко соединен в точке, которая расположена в концевой к корпусу области подвеса таким образом, что короткой частью подвеса силовводящий элемент соединен с корпусом, а длинной частью с силовой катушкой 2Таким образом, существенное увеличение верхнего предела измерения динамометра осуществляется за счет упругих элементов существенно различной жесткости (на 1 - 2 порядка), что зачастую не позволяет обес 40 печить полной идентичности их упругих свойств особенно по причине различных условий нагружения, Это не позволяет в полной мере осуществить логомвтрическую коррекцию погрешностей упругих элементов. Кроме того, существенное различие жесткостей вызывает различные резонансные частоты датчика и сужение диапазона измеряемых частот.Целью изобретения является расши рение диапазона измерений.Цель достигается тем, что в магнитоэлектрическом динамометре, содержащем силовводящий элемент, упругий элемент, датчик перемещения упруго го элемента, магнитоэлектрический . силовой компенсатор и электрическую схему компенсации, упругий элемент 5 1вьполнен эллипсообразной формы, наего наружной стороне расположена обмотка силовой компенсации, причемупругий элемент установлен одним кон"цом на основании так, что его продольная и поперечная оси перпендикулярнылинии, связывающей полюса магнитомэлектрического силового компенсатора, а другой конец упругого элементасвязан с силовводящим элементом.Кроме того, динамометр можетиспользоваться в качестве силовогозонда для измерения двух встречнонаправленных сил, для чего силовводящие элементы расположены на двухконцах по продольной оси чувствитель-ности.На Фиг.1 показан магнитоэлектрический динамометр, вид спереди; нафиг2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 то же, вид сверху; на фиг.4 - упругий элемент.Магнитоэлектрический динамометрсодержит упругий элемент 1 эллипсообразной формы с силовводящим элементом 2 на верхнем конце и закрепленным с основанием нижним концом.На наружной поверхности чечевицеобразного кольца уложена обмотка 3силовой компенсации. Упругий элемент расположен в зазоре с плоскопараллельным магнитным нолем, создаваемым магнитной системой с постоянным магнитом 4 и магнитопроводом 5. В средней части упругий эле"мент несет Флажок 6экран ), расположенный между Фотодиодом 7 и фотоприемником 8. Фотодиод подключен кисточнику 9 питающего напряжения,а Фотоприемник к входу усилителя 10.Выход усилителя 10 подключен к обмотке 3 силовой компенсации.Дннамометр работает следующимобразом,Измеряемое усилие воздействует,на силовводящий. элемеьт 2 по про;дольной оси чувствительности ХХ.Чувствительный элемент 1 деформируется, при этом в поперечном направлении по оси ТУ имеют место деформации ЬУ, т.е, противоположные стенки чечевицеобразного кольца расходятся. Флажок 6 ( экран 1 перекры - -вает световой поток фотодиода 7, ивыходное напряжение фотоприемникаизменяется на величину ЬО 1. Напряжение ДОусиливается,и выходной токусилителя поступает в обмотку 3 силового компенсатора,.Ток взаимодейст1081 аз 2644/35 82 о сио иае, 4 втеат", г.Ужгород, уд вует с магнитным полем в зазоре и создает компенсируьщее усилие, про" порциональное эффективной длине витков обмотки 3, току и индукции. Усилие возвращает стенки кольца в исходное состояние.Из фиг.4 видно, что поперечное усилие с достаточной точностью в а /0 раз меньше измеряемого. Практи. чески не трудно обеспечить соотноше ние е/Я 10 - 30,что позволяет измерять в 10 -30 раз большие усилия ТТаким образом, спомощью малогабаритного и экономичного магнитоэлектрического компенсатора предлагаемого типа можно измерять достаточно большие усилия до 1 Н и более. 785 4Упругий чувствительный элемент может быть выполнен из двух тонких упругих лент толщиной О,03-0,05 мм, предварительно деформированных и жестко соединенных на концах. Поперечная жесткость такого упругого элемента составляет величины порядка 10 - 20 Н/м, что создает вполне благоприятные условия для работы фотодатчика перемещений в режиме компенсации.Погрешность предлагаемого динамо метра при достаточно большом коэффи хиенте усилия контура обратной связи определяется в основном погреш ностьь магнитоэлектрического обрат" ного преобразователя, которая легко может быть обеспечена менее 0,05 г.,