Устройство для измерения усилий

.Ы ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СояатскняСоцналнстнмескннРеслублнкГосударстееней квинтет6 еветв Мнннетраа СМае делам нзееретеннан еткрмтнй(45) Дата опубликования описания 28.06,78(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ Изобретение относится к сипоизмеритепьной технике и может быть испопьзбвано дпя измерения усипий, веса, давпьния.Известны устройства дня измерения усипий, содержащие магнитоупругий пре образоватепьй иэмеритепьную схему, стабипиэированный источник питания со схемой сравнения ЯНаибопее бпиэким техническим решением к изобретению явпяется устройство дпя измерения усилий, которое содержит магнитоанизотропный датчик усипия с дифференциапьными выходными обмотками, иэмеритепьную схему и источник питания, выпопненный в виде стабипизатора сумма ного напряжения его выходных обмоток 2.Недостатком данных устройств явпяется необходимость индивидуальной тарировки, вспедствие разброса крутизны и коэффициента непинейносги статической характеристик 1. магнитоупорного преобразоватепя, зависящей от материапа, конструкции, технопогии иэготовпения магнигопровода и типа измеритепьной схемы. Кроме того, в известных устройствах в качестве входного сигнапа измеритепьнойсхемы и схемы сравнения обычно испопьзуется средневыпрямпенное значение напряжения.Как известно, вепичина средневыпрямпенного значения напряжения зависит откоэффициента формы кривой. Значение ко 10 эффициента формы кривой зависит от мно-гих факторов, например температуры, времени наработки изделия и др. Изменениекоэффициен та формы кривой напряжения Йвпяется причиной нестабипьности покаэа ний известных устройств, что, в конечном итоге, снижает точность измерений.Цепью изобретения явпяется повьппение точности измерения.Это достигается тем, что в предпагае мом устройстве в магннтоупругий преобразоватепь введена допопнитепьная обмотка, распопоженная на магнитопроводеидентично обмотке питания, а источникпитания выпопнен в виде сгабипизатора 2 пикового значения ЭДС, допопнитепьнойобмотки, причем измерительная схемаможет быть выполнена в виде вопьгмегра пикового значения ЭДС выходной обмотки.На чертеже представлена схема описываемого устройства.5Устройство содержит магии тоупругийпреобразователь 1, измерительную схему2 и,исгочник питания 3, Источник питания состоит из генератора низкой частоты 4, например,ЯС-генератора на1 О1000 Гц,который через резистор 5 и раздели-тельные конденсаторы 6 и 7 подключенна вход усилителя мощности 8:и коллек-тор транзистора 9 соответственно выходусилителя мощности 8 подключен к пачалу обмотки питания 10 магнитоупорногопреобразователя. Начало дополнительнойобмотки 11 через д.од 12 соединено синвертирующим входом операционного усилигеля 13, в цепь обратной связи которого включены конденсатор 14 и резистор 15. Выходная обмотка 16 подключена на вход измерительной схемы 2, К неинвертирующему входу операционного усилителя 13 подключен источник постоянного опорного напряжениями а выход операционного усилителя подключен к базетранзистора 9, Эмиттер транзистора 9 и,концы обмоток 1 Ц; Х 1 и 16 соединейыс общей шиной,30.В предлагаемом устройстве. повышениеточности и стабильности измерения достигается стабилизацией пикового значенияскорости изменения магнитного потока всечении, охватываемом обмоткой питания10 и дополнительной обмоткой 11, юто.рая связана с ЭДС, наводимой в дополнительной обмотке 11 согласно законуФар адев40Е щ иф (1).е ,где дол ЭДС на выходе доцолвительной обмотки;Фдрпчисло Ви гков дополнитепьнзй 45 обмотки;3 Ф ит Я - скорость изменения магнитнолитго потока в сечении, охватываемом обмот; кой питания и дополнительной обмоткой, ЭДС выходной обмотки 166определя 50 ется по формуле:,у(г)где ФВ - число витков выходной обмотки;ж - угол поворота вектора магнитного потока под действием приложенногоусилия ( спи с учетом формулы (1);языхевыи ад виж-к ьни.АЗ)допОткуда следует, что пиковое значениеЭДС выходной обмотки зависит только отугла поворота вектора магнитного потокапри фиксированной вепичине пикового значения ЭДС дополнительной обмотки 6Устройство работает спедуюшим образом.Выходное напряжение генератора низкой частоты 4 подается на вход усилитепя мощности 8 через резистор 5 и разделительный конденсатор 6. Величина входного напряжения усилителя мощности зависит от падения напряжении на резисторе5, которое пропорционально току, проходящему через транзистор 9. Выходноенапряжение усилителя мощности 88 лцзр подается нв обмотку питания 10,ив мвгни гопроводе преобразователя 1 создается переменный магнитный поток, который индуцирует ЭДС в дополнительной обмотке 11-ЕАО и в выходной обмотке 16 -евывыхЭДС дополнительной обмоткид оп детектируется диодом 12 и на инвертирующем входе операционного усилителя.13действует положительное пиковое значениеЭДС 6 доя, которое в установившемся режиме превышает величину опорного напражения на 5-10 мВ. При атом на выходеоперационного усипитепя 13 появляетсяотрицательное напряжение, которое поступает на базу транзистора 9 и опредепает ток черег него. и, следовательно, .величину входного напряжения усилителямощности 8.Изменение величины ЭДСВзя приводитк изменений напряжения питаниябд,приводящему положительное пиковое значение ЭДСВд 1, к уровню, заданному иоточником опорного напряжения ц . Изме-.рительная схема 2, выполненная, например, в виде пикового вольтметра, измеряет ЭДС выходной обмотки Из,х, пропорциональную приложенной нагрузке Йи не зависящую от коэффициента формыкривой питающего напряжения,Основным преимуществом данного изобретения является то, что при его использовании отпадает необходимость индиви,дуальной тарировки для достижения тре-.буемой точности измерений и повышаетсяСтабильность измерений, вследствие иск.лючения влияния коэффициента формы кривой на величину ЭДС выходной обмотки.Формула изобретения1, Устройство для измерения усилий,содержащее магнитоупругий преобразова619810 Сосгавитепь Г. МаксягинХейфиц Техред О, Андрейко Корректор.Д. Мейьниченко актор Заказ 4494/38 Тираж 111 И ПИ Государственн по делам изобре 3035, Москва, Ж Подписноего комитета Совета Министрний и открытий35, Раушская наб., д, 4/5 П Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4 фини тепь трансформаторного типа, источникпитания и измерительную схему, о г -п и ч а ю ш е е с я тем, что, с цепьюповышения точности измерений в магнитоупругнй преобразователь введена дополнительная обмотка, расположеннаа на маг-нитопроводе идентично обмотке питания,а источник питания выполнен в виде стабилизатора пикового значения ЭВС попопнитепьной обмотки. 2. Устройство по п. 3, о г и и ч в юш е е с я гем, что иэмеригепьнвя схемавыпопнена в виде вопьгмегра пиковогозначения ЭДС выходной обмотки,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР457901, кп, С 01 Ь 1/12, 1973.2. Авторское свидегепьсгво СССР347600, кп. С 1 011/12, 1970,