Устройство для измерения усилий

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1870989б 01 Ь 1/12 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Ижевский механический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения сил, деформаций и других механических параметров.Известны магнитоупругие преобразователи, содержашие ферромагнитный сердеч 5 ник и две обмотки, одна их которых под ключается к источнику переменного тока, а другая является измерительной 1 и 3. тоНедостатком этих преобразователей является невысокая чувствительность, что не позволяет использовать их для измерения малых усилий.Наиболее близким по технической. сущности является устройство для измерения усилий, содержащее расположенные соосно цилиндрический линейный статор и ферромагнитный сердечник с измерительной обмоткой, а также усилитель, вход которо- го подключен к измерительной обмотке, и счетчик импульсов 31.Устройство работает следующим образом. Сердечник перемагничивается полем,которое создается линейным статором.Необратимые изменения намагниченностисердечника (скачки Баркгаузена) создают в измерительной обмотке импульсыЭПС, Измеряемое усилие деформирует сердечник, вследствие чего изменяется мошность сигнала и соответственно число импульсов, зарегистрированное счетчиком.Недостаток описанного устройства состоит в том, что оно имеет сравнительноневысокую чувствительность, ограниченную наличием собственного шума усилителя, Уменьшение уровня амплитудной селекции ниже некоторой величины приведетк значительной погрешности посколькусчетчик будет ретттстрировать выбросы, собственного шума усилителя.Целью .изобретения является повышение чувствительности,Поставленная цель достигается тем,что в известное устройство введен детектор, вход которого подключен к выходуусилителя, управляемый пороговый эле870989 20 мент, включенный между усилителем исчетчиком импульсов, и инвертирующийусилитель; выход которого соединен суправшпощим входом порогового элемента, а вход - с вь 3 ходом детектора.На фиг, 1 приведена функциональнаясхема устройства; на фиг. 2 - зависимость среднего числа импульсов М, регистрируемых счетчиком от среднеквадратичного напряжения сигнала 6 при различных уровнях селекции 1 2 и 3 в порядке ее возрастания.Устройство состоит из ферромагнитного сердечника 1 с измерительной обмоткой 2, цилиндрического линейного статора3, усилителя 4, детектора 5, управляемго порогового элемента 6, счетчика 7 иинвергирующего усилителя 8.Устройство работает следующим образом,Симметричная трехфазная система токов 1,(4) Я ), 1 (+) создает внутристатора переменнОе неоднородное магнитное поле, которое перемагничивает сердечник 1, В обмотке 2 наводится ЭДС,величина которой пропорциональна усилию,приложенному к сердечнику 1 (Р нафиг. 1), Сигнал далее усиливается усилителем 4 и поступает на вход пороговогоэлемента 6. Последний вырабатываетимпульс стандартной амплитуды каждыйраз, когда напряжение с усилителя превыщает величину напряжения на опорном (управляющем) входе порогового элемента.Счетчик 7 регистрирует среднюю частоту выходных импульсов, формируемыхпороговым элементом. Поскольку среднеечисло выбросов стационарного случайногопроцесса за уровень селекции однозначносвязано с мощностью процесса, то числоимпульсов, зарегистрированных счетчиком,будет пропорционально усилию Р, приложенному к сердечнику 1.Одновременно с этим выходной сигналусилителя 4 детектируется детектором 5,усиливается, инвертируется усилителем 8и поступает на управляющий вход порогового элемента 6, управляя уровнем его фамплитудной селекции. Причем при уменьшении сигнала с усилителя 4 (при уменьшении(3 ) уровень селекции увеличивается. Следовательно, при изменении входного сигнала с измерительной обмотки ра.бочая точка устройства будет перемещаться с одного уровня селекции на другой (кривая 3 на фиг, 2).Так как крутизна кривой 4 больше, чем крутизна кривой С 1,б,6, то чувствительность устройства больше, чем у прототипа.Сравнительные испытания макетного образца устройства и прототипа показали, что чувствительность повысилась в два раза. Формула изобретения Устройство для измерения усилий, со.держащее расположенные соосно цилиндрический линейный статор с ферромагнитнымсердечником и измерительной обмоткой, атакже усилитель, вход которого подключен к измерительной обмотке, и счетчикимпульсов, отличающееся тем,что, с целью повышения чувствительности,в него введен детектор, вход которого30подключен к выходу усилителя, управляемый пороговый элемент, включенный между усилителем и счетчиком импульсов, иинвертирующий усилитель, выход которого соединен с управляющим входом порогового элемента, а вход - с выходом детектора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Бауман Э, Измерение сил электри 40 ческимн методами, М., "Мир", 1978,с, 300,2. Новицкий П. В. и др, цифровые приборы с частотными датчиками. Изд-во,Л"Энергия", 1970, с, 224.45 3. Авторское свидетельство СССРМ 659918, кл. (Ь 01 1, 1/12, 1979