Весоизмерительное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХШЛВиРЕСПУБЛИК 6% ОИ НКЭаа СТЩННЫй НОМИтЕт СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТЯфЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯн А Вт 6 есновю с ВидетВВстВу,(71) Всесоюзный ордена Трудового Крас.ного Знамени научно-исследовательский и конструкторско-технологическийинститут трубной промышленности(56) 1, Авторское свидетельство СССРУ 847082, кл.01 Ь 1/12, 1979.2, Авторское свидетельство СССР9198733, кл. Я 01 ( 19/02, 1967 (прототип),(54)(57) ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВОсодержащее магнитоанизотропные датчик,ки веса с группой первичных и вторичных обмоток, размещенных на магнитопроводе в виде консольной балки,источник стабилизированного напряже-"ния переменного тока, к которому подключены первичные обмотки, последовательно соединенные между собой, и вы,я й 01 а 3/15; Ю 01 Ь 1/12 прямитель, к входу которого через ком;пенсатор начального разбаланса нодклю" чены вторичные обмотки, а к выходу - измерительный прибор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и увеличения быстродействия за счет обеспечения линейнос.ти выходного сигнала, в него введены фазосдвигающий элемент и источник постоянного тока, а в каждый датчик веса - дополнительная группа первичных и вторичных обмоток, причем магнитопроводы датчиков веса .выполнены сту- пенчатой формы с равным сопротивле, нием изгибу для всех ступеней, первичныеР обмотки дополнительной группы соедине-Ж ны между собой последовательно и подключены к источнику постоянного тока а вторичные обмотки включены между собой дифференциально на каждой ступени магнитопровода и последователь- р но между ступенями и подключены к фаэосдвйгающему элементу, выход которого соединен с выходом выпрямителя последовательно и встречно.1103080 Изобретение относится к весоизмерительной технике,. в частности квесовым устройствам, в которых исполь"зуются магнитоанизотропные датчикивеса. 5Известен магнитоупругий датчикусилия, выполненный в виде консольной балки из пластин равного сопротивления изгибу трапецеидальнойформы с обмоткой возбуждения и измерительной обмоткой, расположеннымина магнитопроводе параллельно между:собой и перпендикулярно высоте тра-,пеции 11,Однако конструкция такого магнито 1провода не может быть использованав магнитоанизотропных датчиках с крестообразным расположением обмоток,имеющими аналоговый выходной электрический сигнал. Это объясняется тем,что относнтельно средней линии изгиба, по толщине магнитопровода (набора пакета пластин), верхняя половинапластин имеет напряжения растяжения,а нижняя - сжатия, следовательно,и магнитная проницаемость, относитель.но средней линии изгиба, имеет разныезнаки, а поскольку отверстия под креетообразные обмотки могут быть расположены только перпендикулярно набору З 0пластин, то в силу этого и обмоткинаходятся. в положении воздейсфгвияна них магнитной проницаемости разных знаков, поэтому выходное напряжение электрический сигнал соответ35ствующий усилию, постоянно равеннулю,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является весо.измерительное устройство, содержащее магнитоаниэотропные датчики весас группой первичных и вторичных обмоток, размещенных на магнитопроводев виде консольной балки, источникстабилизированного напряжения переменного тока, к которому подключеныпервичные обмотки, последовательносоединенные между собой, и выпрямитель, к входу которого через компенсатор начального разбаланса подключе50ны вторичные обмотки, а к выходу "измерительный прибор 121,Однако в магнитопроводе, в местахрасположения элементов, при работена изгиб возникают отличные по ве 55личине напряжения деформации, а, сле",довательно, и магнитная проницаемость, что приводит к снижению пря.молинейности выходной характеристи 2ки. При использовании силовоспринимающего элемента в виде консольной балки, работающей на изгиб, увеличивается величина перемещения груза, а в результате этого, увеличивается амплитуда и время затухания колебательного процесса, вызванного динамическим воздействием в момент пере" дачи усилия.Цель изобретения - повышение точности и увеличение быстродействия за счет обеспечения линейности выходного сигнала и уменьшения влияния динамической составляющей сигнала.Поставленная цель достигается тем, что в весоизмерительное устройство, содержащее магнитоанизотропные датчикивеса с группой первичных и вторичных обмоток, размещенных на магнитопроводе в виде консольной балки, источник стабилизированного напряжения переменного тока, к которому подключены первичные обмотки, последовательно соединенные между со бой, и выпрямитель к входу которого через компенсатор начального раэбаланса подключены вторичные обмотки, а к выходу - измерительный прибор, введены фазосдвигающий элемент и источник постоянного тока, а в каждый датчик веса - дополнительная группа первичных и вторичных обмоток, причем магнитопроводы датчиков веса выполнены ступенчатой формы с равным сопротивлением изгибу для всех ступеней, первичные обмотки дополнительной группы соединены между собой последовательно и подключены к источнику постоянного тока, а вторичные обмотки включены между собой дифференциально на каждой ступени магнитопровода и последовательно между студе- нями и подключены к фазосдвигающему элементу, выход которого соединен с выходом выпрямителя последовательно и ввтречно. На чертеже показана структурнаясхема весоизмерительного устройстве,Весоизмерительное устройство содержит два магнитоанизотропных датчикавеса, каждый из которых включаетмагнитопроводы 1 и 2, выполненныев виде ступенчатой консольной балкиравного сопротивления, и обмоточныеэлементы 3-18, расположенные по двана каждой ступени магнитопровода,симметрично относительно линии изгиба,датчика. Иагнитопроводы 1 и 2 воспринимают нагрузку, прогибаются навеличину, пропорциональную усилиювеса и совершают затухающий колебательный процесс. По всей рабочейдлине магнитопровода, имеющего фор"му консольной балки равного сопротивления, равномерно распределяетсянапряжение деформации, а следова 10 тельно, и магнитная проницаемость,В силу магнитной анизотропии материала магнитопровода и питания первич. ных обмоток элементов 3-6, нзмерительной системы от источника 19 стабилизированного напряжения переменного тока, во вторичных обмоткахэтих элементов возникает напряжение,поступающее на выпрямитель 21. Вы- .прямленное напряжение является огиз бающей, представляющей сигнап, пропорциональный величине усилия весаи амплитуде частоты колебательногопроцесса. Во вторичных обмоткахэлементов 7-10 компенсационной сис 25 темы возникает напряжение соответст- .вующее электрическому сигналу по частоте и амплитуде только колебательного процесса, так как первичныеобмотки этих элементов запитаны отисточника 22 стабилизированногонапряжения постоянного тока, Полученный электрический сигнал от действия колебательного процесса корректируется фазосдвигающим элементом23 до совпадения его с фазой сигнала от действия колебательного процесса, полученного в измерительной"системе, а поскольку оба сигналаалгебраически суммируются, так. каких источники включены между собойпоследовательно и в противофазе тоих результирующая равна нулю, следовательно на вход измерительногоприбора 24 поступает сигнал толькосоответствующий весу взвешиваемогогруза. Далее сигнал преобразовывается и поступает на индикатор 25 весаи блок управления 26. Нажатиемкнопки 28 выдается команда в блокуправления 26, который выдает разрешение на печать цифропечатающемуустройству 27,Если взвешивание труб осуществляет.55 ся, в потоке, то кнопка 28 заменяется путевым выключателем, срабатывающим от механизма, перемещающего труды (на чертеже не показан). 3 1103080 4Верхние относительно линии изгиба обмоточные элементы 3,7,11 и 15,расположенные на магнитопроводе1, и обмоточные элементы 5,9,13,17, расположенные на магнитопроводе 2, .работают в области растяжениямагнитопроводов 1 и 2, а нижние4,8, 12, 16 и 6, 10, 14, 18 - в областиего сжатия (для наглядности соедине"ния электрической схемы элементы 11-.18 не включены).Элементы 3,4,5 и 6 составляютпервую группу. Они, включены в измерительную схему, последовательноесоединение первичных обмоток которойзапитано от источника 19 стабилизированного напряжения переменного то-:ка, вторичные ее обмотки включеныдифференциально на одной ступени маг.- нитопровода и последовательно междусоответствующими ступенями двух магнитопроводов, а общий выход этихвторичных обмоток подключен к компенсатору 20 первоначального сигнала небаланса, выход которого соединен с выпрямителем 21.Элементы 7-10 (вторая группа)включены в компенсационную системусигнала колебательного процесса.,последовательное соединение первичных обмоток которой запитано от источника 22 стабилизированного напряжения постоянного тока, а выход вторичных обмоток, включенных междусобой аналогично вторичным обмоткамизмерительной системы, подключенк фазосдвигающему элементу 23.К общему выходу измерительнойи компенсациойной систем, которыевключены между собой последовательно и в противофазе, подключен измерительный прибор 24, подключенныйк индикатору 25, блоку управления26 цифропечатающим устройством 27.Кнопка 28 выдает команду на регистра.цию веса.Весоизмерительное устройство рабатает следующим образом.В ненагруженном состоянии измерительная схема устанавливается внулевое положение компенсатором 20первоначального сигнала небаланса,после чего устройство .приведенов" готовность для взвешивания гру.зов (труб).Труба устанавливается на грузопередающий механизм (на чертеже .непоказан), усилие веса которой передается на два магнитоанизотропныхСоставитель В. ШирТовтин Техред М.Тепер,ма ) ов Коррек еренц Редак Подписи е каз 4942/30 Тираж 610 ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и откр 113035, Москва, Ж, Раушская.Использование предлагаемого весо" измерительного устройства позволяет уменьшить погрешность взвешивания, так как использование магнитопровода в виде балки равного сопротивления обеспечивает получение равномерного распределения магнитной проницаемости по всей его рабочей длине; исклю 1103080чить влияние на точность и бцстродействие взвешиванияэлектрического сигналавозникающего от действия колебательного процесса упругих .5 элементов, путем противофазного включения равнозначного ему электрического сигнала, получаемого также от действия этого колебательного процессв.