Устройство для измерения усилий

11662826 Союз СоветскихСоциалистмцескихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 12.12.77 (21) 2552674/18(51) М. Кл. б О 1 1. 1/08 заявкис присоединением (23) Приоритет -Опубликова Дата опубли Государственный кюметет СССР аю делам изоюретеией и юткрытий(72) Авторы изобретения А. Штин, С, В. Деньков, Г. В, Ломаев и Л. Айзен 1) Заявител Ижевский механический институт ЕРЕНИЯ УСИЛИ(54) УСТРОЙСТВО троиства отения усилий. Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления для преобразования усилия в электрический сигнал.Известное устройство для измерения усилий, содержащее упругий элемент в виде ферромагнитного сердечника с двумя обмотками, одна из которых подключена к источнику переменного тока, а вторая - к измерительной схеме, не обеспечивает требуемой точности измерения 1.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения усилий, содержащее упругий элемент с верхним и нижним основаниями, связанный с ферромагнитным сердечником, на котором расположены перемагничивающая катушка, соединенная с источником переменного тока, и измерительная катушка, связанная с регистрирующей аппаратурой, включающей последовательно соединенные усилитель, фильтр верхних частот, детектор, фильтр нижних частот 2.К недостаткам известного усносится низкая гочность измер Цель изобретения заключается в повышении точности измерения,Это достигается за счет того, что в предлагаемое устройство введены соленоид, мембрана, расположенная над соленоидом, источник эталонного напряжения и управляемый источник постоянного тока, выход которого подключен к соленоиду, первый входсоединен с выходом источника эталонногонапряжения, а второй - с выходом фильтра1 О нижних частот, при этом соленоид установлен на нижнем основании упругого элемента,а ферромагнитный сердечник выполнен ввиде цилиндрической подложки с тонкой магнитной пленкой, один конец которой жестко15связан с мембраной, а второй - с верхнимоснованием упругого элемента,На чертеже представлено описываемоеустройство, содержащее упругий элементс верхним и нижним основаниями, ферромагнитный сердечник 2 с перемагничиваю 20 щей 3 и измерительной 4 катушками, источник 5 переменного тока, подключенный к перемагничивающей катушке 3, и регистрирующую аппаратуру, включающую в себя последовательно соединенные усилитель 6, фильтр4 Вф 33 ЙЖМЙЩфФФФ 4 фи ф Р 6.".Р 3" ъФ ",%. щФр - " а е 2" ;-" 1";, - -3 6628267 верхних частот, детектор 8и фильтр 9выходного тока источника 13 постоянногонижних частот. Вход усилителя соединен с тока.Ввиду увеличения тока в соленоиде 10измерительной катушкой 4. Кроме того, в мембрана притягивается к нему с возросшим. устройстве имеются соленоид 10, установ- усилием, увеличивая напряжение в ферро, ленный на нижнем основании упругого эле- магнитном сердечнике 2. Процесс продолжамента 1, мембрана 11, расположенная над з ется до тех пор, пока напряжение в сердечсоленоидом 10, источник 12 эталонного на- нике не достигнет значения, близкого к на. " - пряжения и управляемый источник 13 посто- пряжению при Р = О, Таким образом, в данянного тока, выход которого подключен к ном устройстве сердечник практически явсоленоиду 10, первый вход соединен свыхо- ляется элементом сравнения. Выполнениедом источника 12, второй вход соединен с ферромагнитного сердечника в виде цилиндвыходом фильтра 9. Ферромагнитный сер- рической подложки с тонкой магнитной плендечник 2 выполнен в виде цилиндрической кой обеспечивает высокую чувствительностьподложки с тонкой магнитной пленкой, од- к механическим напряжениям.ним концом жестко связан с мембраной 11,а вторым - с верхним основанием упругогоэлемента 1. 5 Формула изобретенияПредположим, что измеряемое усилиеР = О . Источник переменного тока созда- Устройство для измерения усилий, содерет в ферромагнитном сердечнике 2 периоди- жащее упругий элемент с верхним и нижчески изменяющееся поле, сердечник пере- ним основаниями, связанный с ферромагнитмагничивается, и в измерительной катушке 4 ным сердечником, на котором расположеныиндуцируется ЭДС, поступающая на вход перемагничивающая катушка, соединеннаяусилителя 6. Фильтр 7 уменьшает величину с источником переменного тока, и измерипаразитной периодической помехи. Далее сиг- тельная катушка, связанная с регистрирую,.: "нал детектируется детектором 8 и сглажи- щей аппаратурой, включающей последова. вается фильтром 9, В источнике 13 постоян- тельно соединенные усилитель, фильтр верхного тока предусмотрено сравнение напря них частот, детектор, фильтр нижних часжений, В частности, выходной ток источни- тот, отличающееся тем, что, с целью повыка пропорционален разности выходного на- шения точности измерения, в него введеныпряжения управляемого источника 12 пос- соленоид, мембрана, расположенная надтоянного тока и фильтра 9. При усилии соленоидом, источник эталонного напряжеР = 0 эталонное напряжение устанавлива- з ния и управляемый источник постоянного тоется несколько большим напряжения с вы- ка, выход которого подключен к соленоиду,хода фильтра 9. Источник 13 постоянного первый вход соединен с выходом источникатока при этом создает в соленоиде 10 ток эталонного напряжения, а второй - с выхо.определенной величины, мембрана 11 при- дом фильтра нижних частот, при этом соле тягивается к соленоиду и в ферромагнитном ноид установлен на нижнем основании упрусердечнике 2 создается некоторое начальное Э 5 гого элемента, а ферромагнитный сердечникусилие. Устройство находится в устойчивом: . выполнен в виде цилиндрической подложкисостоянии, так как обратная связь отрица- с тонкой магнитной пленкой, один конец котельная (при увеличении напряжения в фер- торой жестко связан с мембраной, а второмагнитном сердечнике 2 ЭДС на входе рой - с верхним основанием упругого элеусилителя также возрастает).4 мента.При Р Ф 0 верхнее основание упругого Источники информации, принятые во вниэлемента 1 перемещается относительно ниж- мание при экспертизе-него, вследствие чего напряжение в сердечнике уменьшается, а следовательно, умень. Патент Франции2070246,шается и ЭДС на входе усилителя. Послед- кл. б 01 Е 1/00, 1970.нее приводит к уменьшению напряжения на . 2. Патент США3427872, 73 - 141,Редактор С, Хейфи Заказ 2686/44 Составитель Аи Техред О. ЛугТираж 1089ЦН И И ПИ Государственногопо делам изобретений113035, Москва, Ж - 35, Раушфилиал ППП сПатент, г. Ужгор