Цифровой ротационный вискозиметр

(19) 11д 1) 4 С 01 36301 й институт пи-. Кулаковск М,Журавле р. Ротационны троение, 1968 ьство СССР 11/14, 1984,ННЫЙ ВИСКОЗИ оситсяк автомавязкости жидких ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный заочнщевой промышленности;".фс.ТЕНИЯ . сред и может найти применение в пищевой и химической областях промьппленности для измерения параметроввязких сред, Предлагаемое устройство обеспечивает возможность получения результатов измерения в цифровомвиде непосредственно в единицах измерения вязкости, Целью изобретенияявляется расширение диапазона измерения. Устройство содержит задатчикцифровых кодов 1, цифроаналоговыйпреобразователь 2, три преобразователя напряжения 3, 9, 10, интегратор8, два двигателя постоянного тока4, 6, передаточный механизм 5, датчикоборотов 7, измерительный орган 13,аналого-цифровой преобразователь 11и индикатор 12. 1 ил.(7) К у = 1/МгМг 50 Изобретение относится к автоматическому измерению вязкости жидкихсред и может найти применение в пищевой и химической областях промышленностиЦель изобретения - расширение диапазона измерения.На чертеже изображена структурнаясхема цифрового ротационного вискозиметра.Цифровой ротационный вискозиметрсодержит задатчик 1 двоично-десятичных кодов, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 2, усилитель 3 напряжения, первый двигатель 4 постоянноготока, передаточный механизм 5; второйдвигатель 6 постоянного тока, датчик7 оборотов, интегратор 8, преобразователь 9 напряжение-ток, делитель 10напряжения, аналого-цифровой преобразователь 11, индикатор 12 и измерительный орган 13,Цифровой ротационный вискозиметрработает следующим образом.Задатчик 1 кодов подает на входЦАП 2 двоично-десятичный код И ,ЦАП 2 вырабатывает напряжение пропорционально поданному на его вход кодуИ и подает его на вход усилителя 31напряжения. Выход усилителя 3 напряжения соединен с обмоткой двигателя4 постоянного тока. Величина напряжения на выходе усилителя 3 не зависит от противо-ЭДС якоря и может бытьвычислена на формуле где К, - постоянная ЦАП,Кг - постоянная усилителя напряжения.При этом вал двигателя 4 начинает вращаться со скоростью, равной где К - электромеханическая постоянная двигателя 4.Использование векторной формы обозначения означает учет направления вращения,Статор двигателя 6 через передаточный механизм 5, связан с валом двигателя 4 и начинает вращаться со скоростью йг, равной (с учетом формул (1) и (2 К 1 К МИ (3)где М - передаточное число переда 2точного механизма,При этом на измерительный орган 13, жестко связанный с валом двигателя 6, действует момент Мсопротивления внешней среды в результате чего скорость его вращения равна Юо=мг Ф ЫЗ 1 (4)где Й - скорость вращения вала дви 310 гателя 6 относительно егостатора.Датчик 7 оборотов вырабатываетнапряжение, пропорциональное скорости й вращения вала двигателя 6 от 31 носительно его статора. Напряжениеот датчика 7 оборотов подается навход интегратора 8, напряжение на выходе которого увеличивается прий ( О, убывает при Йз) 0 и остается постоянным при ы = О.Напряжение с выхода интегратора 8подается на вход преобразователя 9напряжение-ток,. на выходе которогоформируется ток 12. К выходу преоб разователя 9 напряжение-ток последовательно со входом делителя 10 напряжения подключена обмотка якоря двигателя 6 постоянного тока. Величинатока 12 не зависит от противо-ЭДС 30 якоря и на валу двигателя возникаевращающий момент, равныйМ = К 41 г, (5),где К - электромеханическая постоян 4ная двигателя 6.35 На выходе делителя 10 напряженияформируется напряжение, величинакоторого может быть определена поформуле 40Бг - КК 1 гмгде К - входное сопротивление делиштеля напряжения,К- коэффициент деления.Коэффициент К деления делителя 45 10 напряжения задается при переключении задатчика кодов И, и передаточного числа и может быть определениз соотношения Напряжение Б с выхода делителя210 напряжения поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 11, на выходе которого формируется двоич но-десятичный код числа, равный всоответствии с формулами (6) и (7) ы = к 12/н,ыг (8)и индицируемый индикатором 12.Таким образом, когда скорость вращения якоря двигателя 6 относительно его статора достигает значения равного 5)= О, (9) то в соответствии с формулой (4) скорость вращения измерительного органа в исследуемой среде станет равной заданной скорости: 10 Мц = КТ. Поскольку вязкость может быть вычислена по формуле(12) К М в дОгде К - постоянная, зависящая отформы измерительного органа и его геометрических параметров, то учитывая (3), (8), (10), (11) и (12), получимКККак видно из равенства (13), вязкость жидкости равна индицируемому числу И, умноженному на постоянный коэффициент, и не зависит от кода И и передаточного числа И, т.е. выбранного режима измерения.Формула изобретенияЦифровой ротационный вискозиметр, содержащий задатчик, первый преобра 30 35 40(10)о 2При достижении стационарного режима течения жидкости момент М вращения 15 двигателя 6 постоянного тока уравновешивает момент М внешнего сопротив 8ления среды, который может быть определен в соответствии с формулой (5), как 20 зователь напряжения, первый двигательпостоянного тока, механически связанный с измерительным органом, датчик оборотов и индикатор, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения диапазона измерения, внего дополнительно введены передаточный механизм, второй двигатель постоянного тока, интегратор, второйи третий преобразователи напряжения,аналого-цифровой преобразователь,причем задатчик состоит из задатчикацифровых кодов и цифроаналоговогопреобразователя, а первый преобразователь напряжения выполнен в видеусилителя напряжения, эадатчик цифровых кодов соединен с входом. цифроаналогового преобразователя и управляющим входом второго преобразователя напряжения, выполненного в видереэистивного делителя напряжения спеременным коэффициентом деления,выход цифроаналогового преобразователя подсоединен к входу усилителянапряжения, выход которого подключенк первому двигателю, вал которогочерез передаточный механизм связансо статором второго двигателя, причем вал второго двигателя связан сизмерительным органом и датчиком оборотов, выход датчика оборотов соединен с входом интегратора, выход интегратора соединен с входом третьегопреобразователя напряжения, выполненного в виде преобразователя напряжение-ток, к выходу преобразователянапряжение-ток последовательно свходом делителя напряжения подключенвторой двигатель, выход делителя напряжения соединен с аналого-цифровымпреобразователем, выход которого соединен с индикатором.1363016 ь В.Вощанкравчук Составите Техред А Корректор В а ктор А.Реви акаэ 6395/31 исное иэводственно играфическое предприятие, г. Ужгород оектная Тираж 776 ВНИИПИ Государственног по делам иэобретений 13035, Москва, Ж, Раушсккомити открыя набПа СССРий