Способ преобразования усилия

.ьнтс":" г ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и 1171 7571 Союз Советских Социалистических республик(51)М. Кл.2 6 01 Ь 1/12 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийДата опубликования описания 250280 А.А.Штин, Г.В.Ломаев, Э.А.Витриченко и О.А.Евсеев(72) Авторы изобретения Ижевский механический институт(54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УСИЛИЯ Изобретение относится к информационно-измерительной технике и можетбыть использовано в системах автомати,ческого управления для регистрациии ввода в цифровые устройства значений измеряемого усилия.Известен способ преобразованИя .усилия, заключающийся в приложении,измеряемого усилия к ферромагнитномусердечнику с обмотками. и регистрации.частоты автогенератора, подключенного к этим обмоткам 1 .Однако этот способ не обеспечиваеттребуемой точности измерений УСИ"лий 15Наиболее близким по техническойсущности к предложенному являетсяспособ, заключающийся в приложенииусилия к ферромагнитному сердечнику,перемагничивании этого сердечника 20периодически изменяющимся полем ирегистрации огибающей случайнойэлектродвижущей силы от необратиьыхизменений намагниченности 2,"25К недостаткам этого способа отиосится низкая точнбсть преобразованияусилия,Цель изобретения - повышение точности преобразовайия. 30 Это достигается тем, что по предложенному способу сравнивают напряжение огибающей с эталонным напряжением, Формируют временной йнтервал, в течение которого напряжение огибающей превышает эталонное напряжение, и заполняют этот интервал выбросами случайной электродвижущей силы эа Фиксированный уровень селекции.На фиг.1 показаны вид случайной электродвкжущей силы Еи, ( с) и нормааизированные по амплитуде и длктельности выбросы Ое(Й) за фиксированный уровень селекции Ео 1 на фиг.2 вкд огибающей мгновенной мощности случайной злектродвижущей силы 0и сформированный временной интервал Ц , в течение которого напряжение огибакхдей превьхаает эталонное напряженке 0 а, на фиг.З зависимость среднего числа импульсов 0 в в интервале Ъ (длительность временного интервала) от величины измеряемого усилия Р, обозначенную Ю(Р); на фиг.4 - структурная схема измерителя усилия, реализующего предложечный способ.Зависимость Еи (1) (фиг.1) представпяет периодически нестационарный процесс с периодом нестационарности равным периоду изменения перемагничивающего выполя, Число выбросов Оь за период нестационарностиможет достигать (3 - б)10 , чтодостаточно дляточного измерениФвеличины усилия, Кривая огибающеймгновенной мощности щума 0, (1)(фиг.2) получена путем квадратичного детекти 1 ования сигнала Е,(1)(фиг.1) с последующим сглаживаниемфильтром. Временной интервал Ъ получается сравнением напряжения огибающей с эталонйым напряжением. Продслжительйость следования импульсов 04всегда больше длительности интервала Ъ , что достигается выбором ве 15личины Е и 1), Зависимость Ы(р)получена путем подсчета импульсовПз за интервал Ь . При увеличенииусилия Р число имйульсов уменьшается, Уменьшение числа импульсов В 2 Опри увеличении усилия происходиткак за счет-уменьшения длительностивременного интервала Ъ , так и засчет уменьшения числа выбросов О.При этом помимо увеличения крутизны характеристики уменьшается нелинейность зависимости Й(Р), таккак увеличение крутизны зависимости интервала ъ от усилия Р компенсируется уменьшением крутизны зависи- у)мости среднего числа выбросов Пзот Р (фиг.3), Повьыение надежностидостигается за счет применения болеепростых операций и сокращении ихЧисла. Кроме того, применение выбро- З 5сов случайной электродвижущей силыдля заполнения временного интервалапозволяет исключить в устройстве,.реализующемданный способ, генератор опорной частоты, которую необходимо изменять в зависимости . Оот измеряемого усилия,Устройство включает генератор1 переменного тока, упругий элемент2, перемагничивающую обмотку 3, ферромагнитный сердечник 4, измерительную обмотку 5, усилитель б, квадратичный детектор 7, Формирователь 8временного интервала, Формирователь9 выбросов, схему 10 совпадения идвоично-десятичный счетчик 11. Цвумя стреЛками на Фиг.4 обозначеноизмеряемое усилие Р. Выход генератора 1 переменного тока соединенс перемагничйвающей обмоткой 3 ивходом установки нуля счетчика 11.Ферромагнитный сердечник 4 жестко .связан с упругим элементом 2.Измерительная обмотка 5, усилительб, квадратичный детектор 7, формирователь 8, схема 10 совпадения исчетчик 11 соединены последователь- бОно. Вход формирователя 9 подхлюЧен" "к выходу усилителя, а выход соединенс вторым входом схемы совпадения,Способ реализуется следующимобразом.65 Предположим, что измеряемое усилие Р - О, Выходной ток генераторапеременного тока проходя по перемагничивающей обмотке 3 создает периодически изменяющееся магнитноеполе и ферромагнитный сердечник 4перемагничивается. Ферромагнитныйсердечник 4 при отсутствии измеряемого усилия механически нагруженза счет закрепЛения с некоторымнатяжением. Импульсы электродвижу-,щей силы, индуцируемые в измерительной обмотке 5, усиливаются и поступают на формирователь выбросов 9,формирующий выбросы сигнала на некоторый уровень селекции, Сформиро-,ванные импульсы далее поступаютна вход схемы 10 совпадения. Сигналс усилителя поступает также на квадратичный детектор 7. С выхода детек"тора сигнал поступает на формирователь 8, сравнивающий напряжение огибающей с некоторым эталонным напряжением и формирующий временной интервал, в течение которого напряжение огибающей превышает эталонноенапряжение. Величина эталонногонапряжения и начальное напряжениеферромагнитного сердечника 4 выбранытак, чтобы при Р : 0 длительностьвременного интервала также равняласьнулю. Таким образом, при Р - 0 показание счетчика 11 также равно нулю,так как схема 10 совпадения закрытасоотвествующим потенциалом формирователя 8. При Р ф 0 напряжение вферромагнитном сердечнике 4 уменьшается за счет прогиба упругого элемента 2, мощность сигнала с измерительной обмотки 5 возрастает, увеличивается напряжение огибающей иувеличивается длительность импульсас выхода Формирователя 8. При этомувеличивается число импульсов, регистрируемое счетчиком 11, Счетчикустанавливается в нуль от генератора1 перед началом измерения автоматически. Погрешность от разброса показаний счетчика, обусловленная дисперсией числа выбросов, практически полностью устраняется тем, чтодве младших декады счетчика используются как делители частоты исодержимое их не индицируется,Предложенный способ преобразования усилия в цифровой код позволяетсоздать более надежные измерителиусилия с расширенными функциональными возможностями (за счет изменения уровня селекции и величиныэталонного напряжения). Кроме того,отпадает необходимость примененияаналого-цифровых преобразователейдля ввода информации в ЦВМ,ФормУла изобретения,Способ преобразования усилия заключающийся в приложении усилия717571 Составитель А.НовиковаТехред А,Щепанская Корректор А.Грицен Редактор А,шме Заказ .9826/ Тираж 1019 ударственног м изобретени а, М5, Рауш Подписнкомитета СССРи открытийская наб., д. 4/5 ЦНИИПИ Го по дел 3035, Москал П 11 ППатент , г. Ужгород, ул. Проектная,к Ферромагнитному сердечнику, перемагничивании этого сердечника периодически изменяющимся полем и регистрации огибающей случайной электродвижущей силы от необратимых изменений намагниченности, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыщения точности преобразования, в йемсравнивают напряжение огибающейс эталонным напряжением, Формируютвременной интервал, в течение которого напряжение огибающей превваает эталонное напряжение, и заполняютэтот интервал выбросами случайнойрлектродвижущей силы за Фиксированный уровень селекции. Источники инФормациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР.9246127, кл. С 01 Х 1/12, 1964.2. Авторское свидетельство СССР9160385, Мл. С 01 Ь" 1T12, 1964