Устройство для измерения усилия прокатки

Союз Советскии Социалистических РеспубликОПИСА ИЗОБРЕТ К АВТОРСКОМУ СВИ 978 61) Дополните22) Заявлено ьное к авт, сви 2.77 (,2 ем заявки Йо с присоединен (23) Приоритет 7 0 рствеиный комитет СССР о делам изобретении и открытий(71) Заявител жевский механический институт 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛ ПРОКАТКИ0 ызм и 2 я тем,ными отчими краих, смонте паралснабжен ь достигает ен со скоше катушек раб в направляю ругом элеме у зазору, и Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано в системах автоматического управления прокатными станами для измерения усилия прокатки.Известно устройство для иэмере усилия прокатки, включающее упруги элемент и датчик-преобразователь уп ругих перемещений, выполненн й в виде индукционных катушек с ра ещенным в воздушном зазоре между ним экраном 1Общим недостатком преобразователей усилия с датчиками перемещения является значительная температурная погрешность, обусловленная изменением размеров упругого элемента,Цель изобретения - повышение точности измерения преобразователей усилия с датчиками перемещения путем исключения температурной погрешности.Укаэанная цел с что экран выполи н носительно осей о ями, установлен Ш тированных на уп н лельно воздушном органом перемещения. Угол скоих краев экрана принимаетсяделах 3-6 . Орган перемещенияна может быть выполнен в виде рчувствительного элемента, предпочтительно с герметичной внутренней полостью. Это автоматически компенсирует температурные погрешности устройства и соответственно увеличиваетточность измерения.На фиг,1 представлена принцииальная схема датчика перемещения, видспереди; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг,З - зависимость фазы выходного напряжения от перемещенияэкрана; на фиг.4 - возможный вариантконструкции устройства, вид спереди,на фиг.5 - то же, вид сбоку,Дифференциально-трансформаторныйдатчик микроперемещения ( фиг.1и 2) включает катушки опроса 1, расположенные на П-образных ферритовыхсердечниках 2, и катушки считывания3, расположенные на сердечниках 4,В воздушном зазоре между сердечниками 2 и 4 находится подвижный диамагнитный экран 5. Катушки опроса соединены параллельно и подключен; к источнику переменного напряжения. Катушки считывания соединены дифференциально и подключены к устройствурегистрации. При перемещении экранав направлении х фазовый сдвиг выходного напряжения с катушек считывания пропорционален перемещениюэкрана. В известных датчиках уголскоса рабочих краев экрана относительно осей катушек (уголравен нулю,так как при этом достигается максимальное значение крутизны характеристики. Экспериментально установлено,что при углах скоса до б крутизнахарактеристики уменьшается незначительно. При с(.Ф О перемещение экранав направлении у равносильно перемещению в направлении Х, причемХ= у 1 М . Таким образом, перемещаяэкран в направлении у, можно производить установку и плавное смещениерабочей точки датчика,Из зависимости 9 Х) фазового сдвига выходного напряжения датчика отперемещения упругого элемента, механически связанного с экраном, видно,что линейный участок характеристикисоставляет около 40 мкм при изменении фазы в пределах+45 О, Диапазонперемещений такого порядка практически не влияет на жесткость клети,а диапазон изменения фазы позволяетпреобразовать ее с высокой точностьюв напряжение или двоичный код.Экран 5 установлен в направляющих б, смонтированных на верхнейстороне упругого элемента 7, а нанижней его стороне укреплен блок 8катушек 1 и 3 с ферритовыми сердечниками 2. Органом продольного перемещения экрана служит термочувствительный элемент 9, соединенный однимконцом с экраном 5, а другим концомукрепленный на держателе 10. Угол 40скоса краев экрана ввиду его незначительности на чертеже не показан.Устройство работает следующимобразом,Измеряемое усилие воздействует 45на упругий элемент, вследствие чегоэкранперемещается относительно основания упругого элемента с блоком.катушек пропорционально величинеусилия. На выходе датчика фазовый 50сдвиг напряжения изменяется пропорционально перемещению экрана. Приизменении температуры окружающейсреды размеры упругого элементаизменяются и возникает аддитивнаяпогрешность. Однако длина термочувствительного элемента при этом такжеизменяется, что приводит к перемещению экрана в направляющих, благодаря чему происходит компенсация погрешности, вызванной изменением размеров 60месдозы.В качестве органа перемещенияэкрана наиболее целесообразно использовать упругий элемент с герметичнойполостью, например сильфон, Помимо 65 высокой надежности элементы позволяют также получить значительные перемещения при изменении температурыокружающей среды,Если снабдить термочувствительныйэлемент микрометрическим винтом илиобмоткой подогрева, то значительноупрощается регулировка устройствапосле его сборки,Угол скоса следует выбирать винтервале 3-6 . Увеличение угла скооса свыше бприводит сначала к значительному снижению крутизны характеристики датчика и затем к полномунарушению нормальной его работы.Уменьшение угла скоса менее Зф нежелательно из-за резкого. повышениятребований к точности изготовлениядеталей устройства и, как следствие,увеличения их стоимости. Кроме того,при этом необходимо испольэоватьтермочувствительный элемент со значительным диапазоном перемещений,что ухудшает точность компенсациитемпературной погрешности ввиду нелинейности характеристики этого элемента, Таким образом, исходя из условияудовлетворения принятым критериям,целесообразно выбирать угол скоса вуказанном диапазоне.Применение устройства позволяетотказаться от различных сложных способов коррекции температурной погрешности, включающих применение ненадежных в условиях прокатного производства электронных устройств, атакже разного рода тарировочныхкривых, снижающих оперативность управления режимом работы клети.Формула изобретения1. Устройство для измерения усилия прокатки, включающее упругий элемент и датчик-преобразователь упругих перемещений, выполненный в виде индукционных катушек с размещенным в воздушном зазоре между катушками экраном, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем исключения температурных погрешностей, экран выполнен со скошенными относительно осей катушек рабочими кромками, установлен в направляющих, смонтированных на упругом элементе параллельно воздушному зазору, и снабжен органом перемещения.2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что экран имеет угол скоса рабочих краев в пределах З-б3, Устройство по пп. 1 и 2,о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтоорган перемещения экрана выполненв виде термочувствительного элемен741978 та, предпочтительно с герметичнойвнутренней полостью.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе Л-А г.Э 5 б и 2.5 Составитель А.МасловРедактор А.Маковская Техред М.Петко . Корректор Н. Ст дписноф дПатент", г.ужгород, ул.Проектна лиал каз 3563/2 Тир ЦНИИПИ Государстве по делам изобрет 113035, Москва, Ж1. Электрические измерения неэлектрических величин. Под ред.П.В.Новицкого. Л., "Энергия", 1975,с.475-476.