Электровискозиметр со статическимуравновешиванием

Союз СоветскнкСоцналнстнческниРеслублнк ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 23.03.79 (21) 2740479/18-25с присоединением заявки РЙ(51) М. Кл. С 01 М 11/1; Государственный комитет до делам изобретений и открытий" ."С,4 ц 3Горьковский исследовательский физико техниче кий Щ 1,)еинститут при ГГУ им. Н, ИЛобачевского(54) ЭЛЕКТРОВИСКОЗИМЕТР СО СТАТИЧЕСКИМ УРАВ НОВ ЕШ ИВА НИ ЕМИзобретение относится к устройствам для непрерывного измерения вязкости ньютоновских и неньютоновских жидкостей и предназначено для исследования биомедицинских жидких сред и других маловязких жидкостей.Известно устройство для измерения вязкости методом уравновешивания, содержащее пару рабочих поверхностей, одна из которых связана с приводом, а другая - с силоизмерителем, выполненным10 в виде электромагнитного преобразователя, катушка намагничивания которого соединена с регулируемым источником питания, а другая катушка - исполнитель 1 ная - соединена через усилитель с урав.- новешивающим мостом, в одно из плеч которого включен датчик смещения 1 Ц.Конструкция подвески. измерительных поверхностей в этом приборе не .позво 20 ляет измерять малые моменты вязкостного трения. Наличие специального датчика смешения усложняет конструкцию и схему прибора, уменьшается его чувстви 2(тельность, а включение датчика в уравновешивающий мост не обеспечивает необходимой степени уравновешивания и качества переходных процессов при уравновешивании моментов.Известен вискозиметр, содержащий контейнер для измеряемой жидкости, пару цилиндров, один из которых, наружный, соединен с приводом через магнитную муфту. Ось внутреннего цилиндра жестко связана с поводком, на конце которого закреплены сердечники дифференциально- трансформаторной и силовой компенсационной катушек 121.Однако связь оси с поводком делает невозможным измерение малых вязкостей,Известен также ротационный электровискозиметр, в котором применена электромеханическая часть для измерения малых моментов вязкостного трения, Кроме того, для повышения точности определен ния вязкости в неподвижной круглой катушке, подсоединенной к источнику тока, раз -0827 3 80мешены две подвижные катушки, скрепленоалые между собой под углом в 90, однаиз которых, лежащая на одной оси с неподвижной, через источник опорного напряжения подключена на вход усилителя,выход которого подсоединен ко второйкатушке 3,Недостатки такого прибора состоят втом, что наличие токопроводов к двумкатушкам подвижной части чувствительного элемента ограничивает чувствительность;устройство регистрации, выходнойсигнал которого пропорционален току вкатушке уравновешивания, включает измерительный преобразователь переменного тока, вносящий погрешность не менее 2%; в схеме уравновешивания известного прибора не обеспечивается необходимое качество переходных процессов.Цель изобретения - повышение чувствительности и точности при автоматическом измерении вязкости,Поставленная цель достигается тем,что неподвижная катушка возбужденияподключена к стабилизатору напряжениясетевой частоты и через разделительный конденсатор - к генератору повышенной частоты, а подвижная катушка чувствительного эпемента, закрепленная нарастяжках, соединена с преобразователемуравновешивания и через конденсатор - с,преобразователем неравновесия. Последний содержит емкостный дифференциаторс выходом на постоянном токе, дифференциальный усилитель, соединенный с аналоговым умножителем, выход котороговместе с емкостным дифференциаторомприсоединен к суммирующему усилителю, Выход суммирующего усилителя подключен к вольтметру и входу аналогового умножителя преобразователя уравновешивания, второй вход которого связанс напряжением сетевой частоты, а выходс подвижной катушкой прибора,На чертеже показана схема предлагаемого прибора. Электровискозиметр содержит подвижную катушку 1 чувствительного элемента, катушку 2 возбуждения, стабилизатор 3 напряжения. сетевой частоты; генератор 4 повышенной частоты; преобразователь 5 неравновесия, включающий емкостный дифференциатор 6, дифференциальный усилитель 7, интегральный аналоговый умножитель 8 и суммирующий усилитель 9. Кроме того, устройство содержит вольтметр 10 постоянного тока, преобразователь 11 уравновешивания,5 О 1 20 25 30 35 40 45 0 35 элекгропривод 12, внешний цилиндр 13 сисследуемой средой и внутренний ци -линдр 14.Устройство работает следующим образом.На катушку 2 возбуждения электродинамического прибора подают напряжение09 от стабилизатора 3 напряжения сетевой частоты и через конденсатор - отгенератора 4 повышенной частоты, Подвижная катушка 1 чувствительного элемента, закрепленная на растяжках, подключена к преобразователю 11 уравновешивания и через конденсатор - к преобразователю 5 неравновесия, С рамкой связанвнутренний цилиндр 14, размещенный внутри внешнего цилиндра 13 с исследуемойсредой, вращаемого электроприводом 12.При вращении внешнего цилиндра появля -ется момент вязкостного трения на осивнутреннего цилиндра 14, катушка 1 поворачивается, а изменение индуктируемойЭДС повышенной частоты воспринимает-ся преобразователем 5 неравновесия, выходной сигнал которого воздействует напреобразователь 11 уравновешивания,выходной ток которого, протекая по подвижной катушке прибора, создает моментЯ, уравновешивающий момент вязкостного трения М . Использование в качестве токопроводов только двух растяжекпозволяет значительно снизить порог чувствительности и увеличить точность измерений. Поскольку для обеспечения работоспособности прибора катушки приходитсярасполагать под углом, близким к 45Ото увеличивается чувствительность преобразователей неравновесия и уравновешивания, а также возникает однозначнаязависимость приращения индуктируемойЭДС от угла поворота катушки,Однако при малой жесткости растяжекособенно важно и трудно обеспечить устойчивость автомат ическ ой системы, следящей за положением подвижной катушки.С этой целью в схеме преобразователянеравновесия имеется емкостный дифференциатор 6 огибающей сигнала неравновесияс выходом на постоянном токе, Для обеспечения фазочувствительного выпрямлениясигнала с выхода дифференциального усилителя 7 применяют интегральный аналоговый умножитель 8, что исключает нели,нейность выходной характеристики преобразователя, присущую схемам с использованием диодов. Так кж в подвижной катушке наводятся ЭДС с различными частотами, то нельзя характеризовать величчну моментауравновешивания величиной измеренногопеременного тока, протекающего по катушке. Поэтому в качестве преобразователя уравновешивания применяют интегральный аналоговый умножитель 11, наодин вход которого подают сигнал со стабилизатора переменного напряжения сетевой частоты, а другой вход подключен квыходу суммирующего усилителя 9 преобразователя неравновесия, куда подключентакже вольтметр 10 постоянного тока.Составляющая тока, пропорциональнаямоменту уравновешивания, будет пропорциональна и напряжению на выходе суммирующего усилителя 9, которое измеряетсявольтметром 10,Таким образом, в предлагаемом электровискозиметре за счет исключения дополнительных механических сопротивлений,уменьшения погрешности измерения урав 20новешивающего тока, и за счет обеспечения устойчивости системы регулированияв переходных процессах достигается повышение чувствительности и точности измерения вязкости.формула изобретения1, Электровискозиметр со статическим30 уравновешиванием, содержащий врашаемый внешний цилиндр с исследуемой средой, внутренний цилиндр, укрепленный на подвижной катушке измерительного электро- динамического прибора, выходной указа 6тель, отличающий сятем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, неподвижная катушка возбуждения подключена к стабилизатору напряжения сетевой частоты и через разделительный конденсатор - к генератору повышенной частоты, а подвижная катушка, закрепленная на растяжках, соединена с преобразователем уравновешивания и через дополнительный конденсатор - с преобразователем неравновесия.2, Электровискозиметр по п. 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что преобра.зователь неравновесия содержит дифференциальный усилитель, входами связанный с подвижной катушкой и делителем. напряжения повышенной частоты, а выходами первых каскадов - с емкостным дифференцирующим устройством, подклю- . ченным на вход суммирующего усилителя вместе с выходом аналогового умножителя, входами соединенного с подвижной катушкой и оконечным каскадом дифференционального усилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Хо 301598, кл. С 01 М 11/14, 1968.2, Авторское свидетельство СССР397816, кл. 6 01 М 11/14, 1970. 3. Авторское свидетельство СССР Ио 457012, кл. 6 01 И 11/14, 1975800827 з 10408/57 Тираж 918ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, )КРаущская наб. д. одпис 5 ал ППП "Пат од, ул,тная,Составитель В. Вошанкин ктор И, Михеева Техред М.Коштура Корректор С. Шекмар