Тонзометрический измеритель магнитострикции

(22) Заявлено 20,06.75 (21) 2146616/21 С, 01 й 88/ с присоедине (23) Приорит заявки оаударственный комитетСовета Миниатраа СССРно делам изобретенийи открытий 3) УДК 621.317.761(43) Опубликовано 25,11,76,Бюллетень4 (45) Дата опубликования описания 20.05.7. Део Институт физики металлов и Проектный научно-исследовательский институт "Уральский промстройниипроект"Изобренитных измеризмерителей мнитных металл.с использованизорезисторовмененйя как ви в отраслях тся к технике магменно, к устройств рикции ферромагавов, работающих честве датчиков теначенных для притение откос ений, а агнитост ов и спл емвк предназ научных народног следованиях, таозяйства,г, упком 3 образ- градуиИзвестен тензометрический измеритель магнитострикции, содержаший два ключа, управляющих соответственно источником поля намагничивания .исследуемого образца и подключением резистора градуировки измерительного тракта, выполненного в виде последовательно соединенных тензометрического моста (содержащего источник питания, собственно мост, составленный из рабочих и компенсационных тензорезисторов и снабженный элементами балансировки), усилительно-преобразователь ного звена (включаюшего в случае питани моста переменным током усилитель, детектор и фильтр низкой частоты) и измерительного прибора 1). Однако в известном измерителе недостаточно высока точность измерения.Цель изобретения - повышение точности измерения.5 Это достигается тем, что в тензометрический измеритель магнитострикции введены два дополнительных ключа, расширители импульсов измерения и градуировки, логометрический измерительный прибор О и тактовый генератор, управляющий работой всех ключей, причем входы дополнительных ключей подсоединены к выходу усилительно-преобразовательного звена, а выходы их - к входам расширителей им пульсов измерения и градуировки,выходыпоследних подключены соответственно к входам логометрического измерительного прибораНа чертеже я О электрическая с змерителя магнитострикции,Прибор содержит два ключа 1авляюших соответственно источниоля намагничивания исследуЕмогоа 4 и подключением резистора 5где Крл - коэффициент передачи расширителя 12 импульсов измерения;5 - коэффициент передачи тензорезистора;Я, - величина магнитострикции,В следующие периоды работы тактовогогенератора 15 процессы повторяются, т.е,25в нечетные полупериоды производится градуировка, а в четные - измерение.При получении установившихся показаний логометрического измерительного прибора 14 (они соответствуют среднему значению) оператор делает отсчет:К ЮЛ: 8 ллР. Ри Лллр цфг РРгде К , - коэффициент передачи логометрического измерительного прибора 14,З 5 пропорциональный искомой величине магнитострикции А,В коэффициент пропорциональности входит отношение коэффициентов передачи расширителей 12 и 13 импульсов измерениящ и градуировки, следовательно, возможновыполнение этих элементов в самом простом варианте, например, в виде накопительных конденсаторов. Важно, чтобы онибыли идентичны и помещены в одинаковыеусловия. Тогда, считая что К = КРИ Ргфполучим А= ЯКпрЦЯг, т.е. точностьизмерения магнитострикции практическиопределяется точностью логометрическогоизмерительного прибора 14, что достаточно в большинстве практических задач.Использование новых элементов - ключей, расширителей импульсов, логометрического измерительного прибора и тактового генератора с запуском от кнопкипозволяет значительно уменьшить составляющие погрешности, обусловленные влиянием нестабильности напряжения, питающего тензометрический мост, непостоянства коэффициентов передачи тензометрического моста и усилительно-преобразова О-К г м и Рг и г где люл - коэффициенты передачи тен зометрического моста и усилительно-преобразовательного звена;- коэффициент передачи расширителя 13 импульсов градуировки;Ом - напряжение питания мостаУ 55Я - относительное изменение сопротивления плеча моста за счет подключения градуировочного резистора.Во второй полупериод работы тактового генератора 15(такт собственного изме- р ровки измерительного тракта 6, выполненного в виде последовательно соединенных тензометрического моста 7, усилительно-преобразовательного звена 8 и измерительного прибора 8. Кроме того,в измеритель дополнительно введены ключи 10и 11, расширители 12 и 13 импульсовизмерения и градуировки соответственно,логометрический измерительный прибор 14и тактовый генератор 15 с запуском откнопки 16 "Измерение".В исходном состоянии (кнопка 16 "Измерение" не нажата) тактовый генератор15 не работает и управляемые им ключи3., 2, 10 и 11 разомкнуты, при этом оператором с помощью элементов (на чертеже не показаны) балансировки тензометрического моста 7 производится уравновешивание последнего, причем индикаторомбаланса является измерительный прибор 9,показания которого в момент баланса равны нулю.Измерение состоит из двух тактов, которые непрерывно повторяются с частотойработы тактового генератора 1 5 в течение цикла измерения, время которого задается оператором нажатием кнопки 16"Измерение,"Работает измеритель следующим образом,По окончании процесса балансировкитензометрического моста 7 оператор нажимает кнопку 16 "Измерение", при этомначинает работать тактовый генератор 15.В первый полупериод его работы (тактградуировки) замыкаются ключи 2 и 3.0.Ключ 2 подсоединяет резистор 5 градуировки к одному из плеч тензометрическогомоста 7. Напряжение небаланса моста 7после соответствующего усиления и преобразования звеном 8 через замкнутыйключ 10 поступает на вход расширителя13 импульсов градуировки, на выходе которого (т.е. на входе делителя логометрического измерительного прибора 14)появляется напряжение 4рения) ключи 2 и 10 размыкаются, а ключи 3. и 11 замыкаются. Замыкание ключа 1 запускает источник 3 поля намагничивания. Исследуемый образец 4 намагничивается, возникающие при этом магнитострикционные деформации воздействуют на рабочий тензорезистор моста 7. Напряжение разбаланса тензометрического моста 7, проходя усилительно-преобразовательное звено 8 и замкнутый ключ 11, поступает на вход расширителя 12 импульсов измерения, выходное напряжение которого (т.е. напряжение на входе делимого логометриеского измерительного прибора 14)536450 10 цКИИПИ Заказ 8769/273 Тираж 1029 Подписное филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тельного звена, субъективных качеств оператора (отпала необходимость проводитьградуировку и связанные в ней расчеты),упрощает работу оператора благодаря автоматизации процесса градуировки, Появляется возможность упрощения наиболеесложных узлов измерителя - источникапитания моста и усилительно-преобразовательного звена - путем снижения требований к их качественнымпоказателям безсущественного снижения точности измерений. формула изобретения15Тензометрический измеритель магнитострикции, содержащий два ключа, управляющих соответственно источником поля намагничивания исследуемого образца и подключением резистора градуировки измерительного тракта, выполненного в виде последовательно соединенных тензометри 6ческого моста, усилительно-преобразовательного звена и измерительного прибора, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены два дополнительных ключа, расширители импульсов измерения и градуировки, логометрический измерительный прибор и тактовый генератор, управляющий работой всех ключей, причем входы дополнительных ключей подсоединены к выходу усилительно-преобразовательного звена, а выходы их - к входам расширителей импульсов измерения и градуировки, выходы последних подключены соответственно к входам логометрического измерительного прибора. Источники информациипринятые во вни-. мание при экспертизе:1, Чечерников В, И. Магнитные измерения. Изд. МГУ 1969,с. 157-163 (прототип).