Способ уменьшения температурнойпогрешности becob

Сфез Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл.зО 011/12 С 01 а 3/18 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР по аелам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 150481 П.П. Сизых, В.В. Иванов, В.Ф. Жилицкий,В.Н. Близняков, А.М. Загваздин и Г.Р. Квашнин(72) Авторы изобретения Ю ф 1 л 1- Тюменский индустриальный институт и Тюменск я Тзг теплоэлектроцентральц с 1 Я(54) СПОСОВ УМЕНЬШЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОГРЕВЕСОВ Изобретение относится к весоизме;.рительнойтехнике и может быть использовано в электромеханических весах смагнитоупругими силоизмерительнымидатчиками,Температурные .изменения выходныххарактеристик магнитоупругих силоизмерительных датчиков являются основным источником погрешностей электромеханических весов, разрабатываемых на базе таких датчиков, причемизвестные конструкции магнитоупругих датчиков трансформаторного типас шихтованным сердечником имеют тем-,пературную погрешность порядка 11,7 на 10 С. При соответствующем коэффициенте заполнения, который представляет собой отношение толщины добавочных пластин из закаленной стали кобщей толщине пластин магнитопровода из электротехнической стали, можно осуществить практически полную температурную компенсацию мультиплакативной составляющей магнитоупругого датчика трансформаторного типа, используя медное сопротивление, включенное в цепь выходной обмотки магнитоупругого датчика 13. Недостатком этого способа является то, что для его реализации в каждом конкретном случае необходимоподбирать величину активного проволочного сопротивления, исходя из величины температурного коэффициентамагнитоупругого датчика, примененного в весах.Однако это довольно трудоемкаяработа, требующая специального дорогостоящего оборудования (климатических камер, точных силоизмерительныхмашин и цифровых приборов),Другим недостатком этого способа 15 является то, что аддитивная составляющая температурной погрешности магнитоупругого датчика не устраняется.Для уменьшения влияния этой составляющей погрешности перед измерения ми необходима установка на фнуль".Наиболее близким по техническойсущности к изобретению являетсяспособ уменьшения температурной погрешности весов, содержащих.магнито упругие датчики с двумя взаимно перпендикулярными намагничивающей и измерительной обмотками, при измерениях с компенсацией начального сигналаопорным напряжением в цепи измери тельной обмотки 121.Недостаток данного способа состоит в необходимости проведения прикоррекции характеристики двух операций, посЯедовательно растянутых другза другом во времени. Это приводитк тому, что в процессе корректировки чувствительности по образцовойнагрузке дрейфует нуль весов и требуется дополнительная установка нуля.Другим недостатком данного способа является то, что для его реализации нужно существенно усложнить кон в 0струкцию весов, вводя узел автоматической установки нуля, блок коррекции масштаба преобразования и механизм наложения образцовой силовойнагрузки на весовую платформу, 15Цель изобретения - одновременноеуменьшение погрешности.Поставленная цель достигается тем,что компенсацию начального сигналаосуществляют, изменяя активное сопротивление нагрузки измерительнойобмотки при постоянном опорном напряжении,На фиг. 1 показана зависимость выходного напряжения О магнитоупругих 25 датчиков от измеряемой силы Р, приложенной к датчикам, при различной температуре окружающей среды," на фиг. 2 - структурная схема весов, пОясняющая данный способ уменьшения тем- З 0 пературной нестабильности выходной характеристики магнитоупругих весов, на фиг, 3 - принципиальная электрическая схема магнитоупругих весов.На фиг, 1 обозначены:351 - характеристика весов О=1(Р) при г=ОоС;2 - характеристика при г)0 С,3 - характеристика при гО С.На фиг. 2 и 3 показаны магнитоупругий, датчик 4 трансформаторного типа 0 с двумя взаимно перпендикулярными обмотками, служащий для преобразования измеряемой силы Р в пропорциональное напряжение О выпрямительное устройство 5, преобразующее вы ходной сигнал переменного тока в сигнал постоянного тока; подстраиваемая .активная нагрузка б,определяющая рабочий ток датчика и масштаб преобразования; цифровой интегрирующий вольт-. я метр 7, измеряющий разность потенциалов между выходным напряжением магнитоупругого датчика и.опорным напряжением; источник 8 регулируемого высокостабильного опорного напряжения, вырабатывающий стабильное опорное напряжение во времени, трансформатор 9, питающий силоизмерительные датчики, намагничивающие обмотки 10 магнитоупругих датчиков, соединенные между собой параллельно измери тельные обмотки 11 датчиков, соединенные между. собой последовательно и согласно; емкость 12 фильтра; резисторы 13-15 делителя опорного напряжения, прецизионные стабилитроны 16-18 65 стабилизатора опорного напряжения,балансный ограничительный резистор 19,емкость 20 фильтра стабилизатора опорного напряжения,Выходная характеристика магнитоупругих весов О=г(Р) существенно зависит от температуры магнитопроводовдатчиков, а, следовательно, и от темйературы окружающей среды. С изменением температуры магнитопровоца магнитоупругого датчика изменяется какугол наклона выходной характеристики(мультипликативная составляющая температурной погрешности), так и ее положение относительно оси ординат (аддитивная составляющая температурнойпогрешности). Экспериментально установлено, что такой ке характер смещения характеристики магнитоупругогодатчика наблюдается при изменении величины активного сопротивления нагрузки в цепи выходной обмотки. Например,если магнитоупругий преобразовательпредварительно поджат до линейногоучастка выходной характеристики, тоувеличение активного сопротивлениянагрузки всегда сопровождается увеличением чувствительности преобразователя и увеличением величины начального сигнала при отсутствии силовой нагрузкиСледовательно, смещение характеристики магнитоупругого датчикаот воздействия температуры может бытьскомпенсировано соответствующим изменением величины активного сопротивления нагрузки (если от температуры увеличились нулевой сигнал и чувствительность, то следует уменьшатьнагрузку и наоборот,).Способ уменьшения температурнойпогрешности весов, содержащих магнитоупругие датчики с двумя взаимно перпендикулярными намагничивающей и измерительной обмотками, состоит вследующем.При градуировке весов образцовымигирями определяется величина активного сопротивления нагрузки 6 магнитоупругих датчиков 4, которая в дальнейшем является постоянной для данной температуры. Этим самым получаютрабочую выходную характеристикуО=Г(Р) магнитоупругих весов (при г 0 Ссоотг). Сразу же после градуировкивесов изменения опорного напряженияО уравновешивают начальное напряжение О 0 выходной характеристики,т.е. добиваются нулевых показанийцифрового вольтметра 7 при отсутствиигруза на весах. В дальнейшем изменятьустановленную величину опорного напряжения нельзя, так как зто приводит к нарушению правильности градуировки весов. Непосредственно передвзвешиванием при уходе нуля и изменении чувствительности весов вследствие колебаний температуры окружающей среды необходимо, изменяя в туили другую сторону активное сопротив,2 ление нагрузки 6, установить нулевые показания вольтметра 7, после чего производить взвешивание груза. Результат измерения не содержит адци, тивной и мультипликативной составляющих температурной погрешности магнитоупругих силоизмерительных датчиков.Данный способ уменьшения температурной нестабильности выходной характеристики магнитоупругих весов позволяет существенно повысить точнбсть взвешивания грузов в широком диапазоне изменения температуры окружающей среды (от -50 оС до +50 вС). Особенно повышается точность взвешивания грузов,на крановых магнитоупругих весах, у которых тарная нагрузка практически всегда постоянная. Формула изобретения Способ уменьшения температурной погрешности весов, содержащих маГни тоупругие датчики с двумя взаимноперпендикулярными намагничивающейи измерительной обмотками, при измерениях с компенсацией начального сигнала опорным напряжением в цепи иэ 5мерительной обмотки, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью одновременного уменьшения аддитивнойи мультипликативной составляющихтемпературной погрешности, компенсацию .начального сигнала осуществляют,ф изменяя активное сопротивление нагрузки измерительной обмотки припостоянном опорном напряжении.Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе15 1. Столбун М.И. и Сизых П.П. Снижение температурных погрешностеймагнитоупругих преобразователейтрансформаторного типа. Электромеханика. Известия Вузов, В 2, 1974,Щ) с. 193-197.2. Авторское свидетельство СССРР 398834 кл. 6 01 6 23/36, 25.01.71821966 каз 180 Тираж 907 ПодпиИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий5,.Иосква, Ж, Раушская наб., д. 5 иал ППП "Патент", .г. Ужгород, ул. Проектная Составитель Т. УстиноваРедактор Л. Копецкая Техред И.коштура КорректорЛ. Иван