Устройство для измерения натяжения

А СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСЙИХРЕСПУБЛИК ию ю: М:ж.всдЮ АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯСКОМУ СВЕТЕЛЬСГВУ ПИ АВТО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬЙИЙ(53) 531.781 (088,8)(56) 1, Авторское свицетепьство СССРЖ 454442, кп. 6 015/04, 1974,2:Авторское свиаетепьство СССРЖ 574642, .кп, С 01 Ь 5/04, 1977(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ-НИЯ НАТЯЖЕНИЯ, содержашее иэмери. тепьный ролик, упругие опоры, выполнен. ные в вице корпусов подшипников, соединенныеупругими перемычками с жесткой .рамой, юмернтепьнмй бпок и силоиэмерительный датчик, контактнруюший оанойплоскостью с корпусом подшипника, . адругой - с нажимным винтом с коюйкой, о т п и ч а ю ш е е с я тем, что,с пвпью расширения диапазона измерена в него введены два сумматора, эадатчик, два ключа, нупь-орган, эпемент НЕ, вторые измерительный блок и сипоиэмери:тепьный датчик, анапогичнб первому связанный с допопнитепьным нажимным винтом с контргайкой, установленным по оси ,припожения сипы с другой стороны под,шипника., при етом вхоаы сипоизмеритель. ных датчиков соединены с источником переменного напряжения, выходы - с со:ответствуюшими входами измерительных бпоков, выход второго измерите пьного бпока через второй кпюч соединен с од ним входом второго сумматора, другой вход которого соединен через первый кпюч с выходом первого сумматора, одинвход которого соединен с эааатчнком, а Е другой - с выходом первого измерительного бпока, причем выходы обоих измерительных блоков соединены с входаминуль-органа, выход которого соединен с управпяюшиМ входом второго кпюча и че реэ епемент НЕ - с управляющим входом ,первого кпюча еИзобретение относится к измеритепьной технике и может быть использованодля контропя натяжения полосы в устройствах для автоматического регулирования прокатных станов.Известно устройство для измерениянатяжения, содержащее цва сумматора,источник переменного напряжения, фазовращатели, фазовый детектор, измерительное устройство, модупяторы и преобразователь 1),Нецостатком .этого устройства явпяется то, что оно не имеет средств компенсации погрешности, вызванной непинейностью характеристики, которая проявпяется при существенном увеличении диапазона измерений.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является устройство дпя измерения натяжения попосы, содержащееизмерительный ропик, цве упругие опоры,выполненные в виде корпусов подшипников,на каждой из которых размещены упругие перемычки, жесткие рамы, измеритель усипий, нажимной винт и контргайка, причем упругие перемычки присоединены к жестким рамам, а поверхностьсилоизмерите льного датчика контактируетс нажимным винтом с контргайкой, установпенными на корпусе поцшипника 2.Нецостатхом данного устройства явпяется то, что прецецьное значение заданного натяжения, установленное с помощью нажимного винта, осуществляетсяза счет упругих деформаций перемычек.При действии на измеритепьный родикусилия, которое может превышать предельное измеряемое значение, упругиеперемычки испытывают дополнитепьнуюдеформацию. При этом возникает остаточная величина деформации при сбросе нагрузки, вызванная превышением значения удельных деформаций при сравнительно мапых сечениях перемычех и особенно в местах сочленения с жесткой рамой.Увеличение же сечения перемычек снижает точность измерения датчика. Дпя обеспечения работосособности устройства необходимо либо снизить диапазон измерений нагружений) на упругие перемычки,либо уменьшить точность измерения увеличением сечения перемычек. Кромеэтого, нажимной винт не обеспечиваетрасширение диапазона измерения, так как,при воздействии на подшипниковую опорус одной стороны и на плоскость сипоиз-.меритепьного датчика с другой стороныпроизводится смещение предела ицмерения, Однако диапазон измерения силоизмерительного датчика остается неизменным. При этом напичие составпяющихосновной погрешности ( нелинейность, гистерезис и т.п.) ухудшает точностныепараметры устройства измерения.Цепью изобретения явпяется расширение диапазона измерения.Указанная цель цостигается тем, что 10в устройство дпя измерения натяжения,содержащем измеритепьный ролик упругие опоры, выполненные в виде корпусов подшипников, соединенные упругимиперемычками с жесткой рамой, измерительный блок и силоизмерительный датчик, контактирующий одной плоскостьюс корпусом поцшипника, а другой - снажимным винтом с хонтргайкой, введе-ны .два сумматора, задатчик, цва ключа,нуль-орган, эпемент НЕ, вторые иэмерительньй блок и силоизмерительный датчик, аналогично первому связанный сдопопнитепьным нажимным винтом с контргайкой, установпенным по оси припо жени сипы с друг й стоюны подшипни ка, при этом входы силоизмеритеьныхдатчиков соединены с источником переменного напряжения, выходь - с соответствующими входами йзмерительных зО блоков, выход второго измеритепьногоблока через второй ключ соецинен с одним входом второго сумматора, другойвход которого соединен через первыйключ с выходом первого сумматора, одинвход которого соединен с задатчиком, адругой - с выхоцом первого измерительного бпока, причем выходы обоихизмерительных блоков соединены с входаминудь-органа, выход которого соединен с 4 О упРавляющим входом второго ключа и через эиемент НЕ - с управпяющим входомпервого кпюча.На фиг. 1 .прецставлена конструкция упругой опоры измерите пьного ропиха; фиг. 2.45блок-схема устройства; на фиг. 3 - график, работы устройства.Устройство для измерения натяженияполосы содержит измеритепьный ропик 1,две упругие опоры, выпопненные в вицекорпусов подшипников 2, соединенныеупругими перемычками 3 с жесткой рамой 4. На раме 4 закреппены сипоизмеритепьные датчики 5 и 6, одна поверхность которых контактирует с корпусомподшипника, другая поверхность у датчи ха 5, установпениого над корпусом под-шипника, соецицена с установленным иаверхнем корпусе рамы наемным винтом7 с контргайкой 8, а у цатчика 6, уста,полосы, происходит деформация упругихперемычек 3. При .этом снимается на-где Рн Р -. величина предельного зна 1чения усилия, измеряемо-50го соответственно датчиками 5 и 6;КС 1 - соотношение усилий датчиков 5 и 6. новленного под корпусом подшипника, соединена с другим нажимным винтом 9 с контргайкой .10, закрепленным на нижней части корпуса рамы. В качестве силонзмерительных датчиков могут быть исполь 5 эованы преобразователи усилия в сигнал переменного тока, например, магнитоаниэотропные датчики. Каждый силоизмерительный датчик содержит одну первичную обмотку, подключенную к блоку 11 пита О ния, и две вторичных, включенных встречно между собой и соединенных со своими измерительными блоками 12 и 13, Кроме этого, устройство содержит эадатчик 14, нуль-орган 15, первый сумматор 16, 15элемент НЕ 17, два ключа 18 и,19 ивторой сумматор 20.При отсутствии нагрузки на измерительный ролик 1 силоизмерительный дат-.чик 5 поджимается нажимным винтом 7. 20 до своей предельной нагрузки, величина которой контролируется по выходному.сигналу силоизмеритепьного датчика 5, Выходной сигнал датчика 5, пропорцис нальный предельному значению усилия, 25 сравнивается на входе сумматора 16 с заданным значением сигнала, поступаю.: щего с выхода эадатчика 14. При наличии нулевого сигнала на выходе сумматора 16 поджатие датчика 5 прекращает ся и нажимной винт 7 стопорится контргайкой 8. Затем поджимается силоизмерительный датчик 6,с помощью нажимного винта 9 и контролируется электричес-.кий сигнал на выходе измерительного блока 13. В момент появления изменяющегося сигнала на выходе этого блока в функции изменения положения нажимного винта 9, что соответствует начальной точке выходной характеристики силоиз р меритепьнбго датчика 6, нажимной винт: 9 стопорится контргайкой 10, Силоизмерительный датчик 5 устанавливается с предельным значением измеряемого уси.лия равным 45Н Н т При увеличении нагрузки Р, действующей на иэмерительный ролик со стороны груэка с силоизмерительного датчика 5. Одновременно начинает нагружаться датчик 6, Сигнал О(фиг,3) на выходе измерительного блока 12 уменьшается,а на выходе измерительного блока 1 3 увеличивается. При их равенстве значению Рн, заданному задатчиком 14, нуль ор ган 15 формирует сигнал управления н/ чение второго ключа 19 и выключение первого ключа 18 через элемент НЕ 17. Так как ключ 18 первоначально включен, то на первый вход сумматора подается сигнал, изменяющийся в функции действующего на измерительный ролик 1 уси-, лия. На выходе .сумматора 20 (кривая 3), который является выходом измерителя натяжения. полосы, контролируется О, пропорциональное значению измеряемого усилия Ри 5. При включении ключа 19 на другой вход сумматора.20 лопается сигнал, пропорциональный усилию, действукяцему на силоизмерите льный датчик 6. Измеритель натяжения полосы контролирует усилие, значение которого превышает Р . Силоиэмерительный датчик 5 раэгружается полностью, а выходной сигнал с его выхода отключается от соответствующего входа сумматора 20. Таким образом, в момент переключения ключей 18 и 19 выходной сигнал измерителя остается постоянным, причем малые усилия, действующие на ролик 1, измеряются силоизмерительным датчиком 5, а большие - датчиком 6, С помощью нажимных винтов 7 и 9 обеспечивается установка необходимого (линейного) учао тка характеристик датчиков 5 и 6.Предлагаемое устройство позволяет измерить натяжение полосы с достаточной точностью в широком диапазоне (до 1;20 юменения натяжений, вызванных изменением сортамента прокатываемых полос, Повышение точнбсти измерения в устройстве обеспечивается за счет мень ших деформаций упругих перемычек при одновременной защите от перегрузок датчика, работающего на уменьшение измеряемых иа него усилий.1024762 дактор Т. ирак 873твенного комнтета Снзобретений н открытква, Ж 35, Раушская на 4382/38 ВНИИПИ Госуда по делаи 113035, Мос, д,4/5 Проектная, 4 лиал ГПП г. Ужго Составитель В, Курбатомем Техред ВДалекорей Корректор А. фе