Устройство для измерения усилий

)4 С 0 ОПИСН АВТО НИ У 42Н.Григорье томатис маг 1970,он О.Г. и др. Автельные приборыкой. М.: Энергия Р98 етельство 01 Р 15/О вешиваемый элемен илы.тся в согтчи- сни ируетряется х и ликв л о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АНИЕ ИЗОБ ОМУ СВИДЕТЕЛВСТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ(57) Изобретение может быть использовано для измерения массы предметов.Цель изобретения - повышение точности, На выходе перемножающего цифроаналогового преобразователя 13 формируется сигнал ступенчатой .синусоиды с частотой, пропорциональной частоте перестраиваемого генератора 10.При увеличении периоца колебанийпитающего напряжения увеличиваетсязначение индукции в зазоре электромагнита 3, что приводит к увеличеванне, которое изме8 положения, 1 ил.1352234 Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения усилий и, в частности, может быть использовано для измерения массы предметов.Цель изобретения - повышение точностиНа чертеже приведена функциональная схема устройства для измерения усилий.Устройство содержит вертикально расположенный взвешиваемый элемент 1 с замыкающим магнитопроводом 2, который удерживается во взвешенном состоянии на некотором расстоянии электромагнитом 3, обмотка 4 которого соединена с выходом усилителя 5 мощности, датчик 6 индукции, выполненный в виде катушки из одного или нескольких витков проводника, размещенный в зазоре между электромагнитом 3 и магнитопроводом 2 взвешиваемого элемента 1, напряжение с которого подается на первый вход схемы 7 сравнения, выход которой соединен с входом усилителя 5 мощности, последовательно соединенные датчик 8 положения взвешиваемого тела, блок 9 динамической коррекции, управляемый по частоте генератор 1 О, счетчик 11, преобразователь 12 кода, перемножающий цифроаналоговый преобразователь (ВП) 13, второй вход которого соединен с выходом источника 14 опорного напряжения, а выход - с вторым входом схемы 7 сравнения, выход перестраиваемого генератора 10 соединен с входом измерительного блока 15, который представляет собой последовательно соединенные измеритель 16 периода, блок 17 возведения в квадрат, вычитатель 18, второй вход которого соединен с выходом задатчика 19 кода начального веса, и узел 20 индикации.Работа устройства основана на известной зависимости уравновешивающей силы, развиваемой электромагнитом силовой компенсации, и периодом напряженияР=КТгде Р - сила, развиваемая. электромагнитом;Т - период колебаний питающегонапряжения;К - коэффициент, учитывающий количество витков катушки,площадь полюса, охватываемого катушкой. Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии на выходе5блока 9 динамической коррекции имеется постоянное напряжение, которомусоответствует определенное значениечастоты на выходе управляемого гене-ратора 10. Этой частоте точно соот 1 р ветствует частота синусоидальногосигнала калиброванной амплитуды, поступающего на вход схемы 7 сравненияконтура стабилизации напряжения, снимаемого с катушки датчика 6 индукции.15 Если сила, развиваемая электромагнитом 3, меньше требуемой для поддержания взвешиваемого элемента 1 наопределенной наперед заданной величине зазора, то взвешиваемый элемент 12 п опускается вниз. Сигнал с датчика 8положения, пропорциональный величинеперемещения взвешиваемого элемента1, пройдя блок 9 динамической коррекции, изменяет напряжение на входе ун 25 равляемого генератора 10. Частотасигнала на выходе управляемого генератора 10 уменьшается (период сигнала (Т) увеличивается). Пропорционально частоте на выходе управляемого30 генератора 10 изменяется и частотасигнала на выходе генератора цифровой синусоиды, который состоит изсчетчика 11, преобразователя 12 кода, перемножающего ЦАП 13 и источЗ 5 ника 14 опорного напряжения,Генератор цифровой синусоиды работает следующим образом.Сигнал переменной частоты поступает с управляемого по частоте гене 4 О ратора 10 на счетчик 11, коэффициентсчета которого (количество состоянийсчетчика) равно количеству ячеек Х(емкости) преобразователя 12 кодах/у. Каждому состоянию счетчика 1145 соответствует значение координаты(адреса) Х преобразователя 12 кода,в котором каждому значению координаты Х соответствует определенноезначение веса синусоидального сигна 50 ла (координата У) . Одним из возможных примеров реализации преобразователя 12 кодов является использованиеПЗУ (К 556 РТ 5), в ячейках которогопоследовательно записаны веса сину 55 соидального сигнала за один период(возможна также реализация схемы сзаписью половины или четверти периода). Коды веса синусоиды подаются наперемножающий ЦАП 13 (напримерФормула изобретения Устройство для измерения усилий, содержащее электромагнит силовой компенсации, обмотка которого соединена с выходом усилителя мощности,25 Составитель В.ШиршовТехред.М.Моргентал Корректор И,Муска Редактор М.Петрова Заказ 5553/ЗЬ Тираж 694 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 13522 К 572 ПА 1, К 572 ПА 2), на аналоговый вход которого подается стабилизированное опорное напряжение с источника 14 опорного напряжения. Таким образом, на выходе перемножающего ЦАП 13 формируется сигнал ступенчатой синусоиды с частотой, пропорциональной частоте перестраиваемого генератора 10. Количество точек синусоиды 10 зависит от емкости преобразователя 12 кода (емкости ПЗУ) и необходимости записи в ПЗУ четверти, половины или полного периода синусоиды. При увеличении Т увеличивается значение 15 индукции в зазоре электромагнита 3, что приводит к увеличению силы. Взвешиваемый элемент 1 поднимается вверх и ликвидирует рассогласование, которое измеряется датчиком 8 положения. 20 схему сравнения, источник опорногонапряжения, датчик положения взвешиваемого элемента, подключенный кблоку динамической коррекции, датчик индукции, размещенный под электромагнитом силовой компенсации, управляемый по частоте генератор и измерительный блок, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены счетчик,преобразователь кода и перемножающийцифроаналоговый преобразователь, причем выход счетчика подключен черезпреобразователь кода к первому входуперемножающего цифроаналогового преобразователя, к второму входу которого подключен источник опорного напряжения, а к выходу - первый вход схемы сравнения, второй вход которойсоединен с датчиком индукции, выход - с входом усилителя мощности,а выход блока динамической коррекциисоединен с входом управляемого почастоте генератора, выход которогоподключен к входам счетчика и измерительного блока.