Измеритель натяжения обрабатываемого материала

т Ъ ЮЗОВ алют " и"о 1,: ф.ф,ЯЬ,(н)Я 7284 Сою 2 СоветскихСоцналмстнческикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОУСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВУ(51) М, Кл. (Ь 01 1. 5/10 аявки Ич с присоединение Гкударственный кфтетет СССР в делам изобретвккй и еткрнткй(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ НАТЯЖЕНИЯ ОБЕАБАТЫВАЕМОГОМАТЕРИАЛА Однако он также н буемую точность изме жестких материалов. Белью изобретения точности измерения на материалов.Изобретениелоиэмерительнойиспользовано длямого материала,лолосы, ленты я обеспечения нат ивает т жения тносится к области ситехники и может быть измерения обрабатьтваенапример прокатываемой тетта является тяж ения овышвниеест ких Известные из батываемого мат Мерительный и пр измеритель, прео величин и ноказыв , не обеспечивают мерения натяжени мерители натяжения обраериала, содержащие иэижимные ролики, силобразователь измеряемыхающий прибор Щ 121 и 31, тотребуемую точность нзя жестких материалов.,ага ф погог му, прн овкри- "12 рыч Наиболее близким к изобретению по технической сущности является измеритель натяжения обрабатываемого матерна ла, содержащий корпус два прижимных и один измерительный ролики, установленные на оси, узел измерения усилия и поабывающий прибор, подключенный в измерительную схему индуктчвцо-резисторных преобразователей измеряемых величин 4 Д . Это достигается тем, что в предемый измеритель введен компенсаторрешности, выполненный в виде двуплерЫчагов, посаженных на консольно прленную к корпусу ось из магнитоупоматериала, с размещенной на ней обкой, включенной в измерительную схеатом на одних плечах двуплечих рычагсмонтированы прижимные ролики, а нагих плечах - грузовые утолщения, однкоторых служит сердечником индуктивтреобразователя и выполнено в виде квнешний профиль которого образованвой третьего порядка вида С Ч + С трНа фиг. 1 схематически изображен об ший вид описываемого измерителя натяжения, разрезанного по оси измерительного ролика с отброшенной опорой и корпусом, . здесь же штркхпунктиром указаны положения рычагов при измерении натяжения гибких материадов, а буквами Ч, , 8, Я и Т соответственно обозначены угды поворота рычагов, изменение угла охвата материалом измерйтепьного ролика, равнодействующая сила и направление векто ра натяжения материала. На фиг. 2 изображен вид сверху наизмеритель натяжения с разрезанной вдольоси симметрии обмоткой с каркасощнафиг. 3 - принципиальная измеритедьная,схема измерителя натяжения,Измеритель натяжения содержит изме.рительный ролик 1, который через подшипники качения опирается на ось 2, выполненную в виде круглого цилиндра из материала, обладающего магнитоупругим аффектом закрепленную на опоре 3, котораяустановлена на корпусе 4. На оси 2 посажены на подшипниках (на чертеже не указаны) двадвуппечих рычага 5 и 6, имеющие в нижней части грузовые утолщения7 и 8, смещающие их центры тяжести таК;что под действием сипы тяжести онистремятся занять вертикальное попожение.Грузовое утолщение 8 рычага 6 выполненов виде копира, профиль 9 которого в зависимости от углаповорота повторяеткривую третьего порядка вида С 9+С/2+Я+ С 9 6 где коэффициенты С; 6. иЭ/С - безразмерные коэффициенты и опреЭдепяются путем решения системы уравнения упругого изгиба материала.На рычаге 6 винтами 10 и 11 укреппен кожух 12 реохорда, состоящего из омотки 13 (фиг. 3) и подвижного контакта14. Кожух 12 при помощи крепления 15изолирован и закреплен на рычаге 5. К"верхним концам рычагов 5 и 6 при помощи винтов 16 17 крепятся оси 18, 19,которые через подйяпники качения (начертеже на показаны) опираются на прижимные ролики 20, 21. На ось 2 надета обмотка 22, которая охватывает ось2 по диаметру.Грузовое утодщение 8, закрепленный. на корпусе 4 магнитопровод 23 с обмоькой 24 в совокупности представляют собой компенсатор йогрешности, вносимойв результат измерения неплотным прилегвнием жесткого материала 25 к измери.тельному ролику 1. Обмотка 13 и подвижной контакт 14совместно с резисторами 26, 27, 28 содинены между собой по схеме омическогомоста, питающая диагональ которого пог; У кпючена к источнику -Опостоянноти тока, а измерительная диаГональ этого моста соединена с масштабным резистором29. Обмотка 24 совместно с обмоткой30 пассивной индуктивности, имеющей 16 магниъопровод. 31 и сердечник 32 из ферромагнитного материала, резисторами 33,34 соединена по схеме индуктивно-омического моста с копьцевым демодулятором,для получения постоянного тока, состоя шим из диодов 35, 36, 37, 38, причемпитающая диагональ атого моста,подсоединена на источник О стабилизирован.ного напряжения переменного тока, а измерительная диагональна масштабный ф резистор 39. Резисторы 29, 39 соединены между собой последовательно так, чтонапряжения постоянного тока, возникающие на них, между собЖ вычитаются,напряжение от опорного напряжения - Ц 4,возникающие на. включенном последовательно с ними резисторе 40, вычитаетсяиз этой разницы.Концы поспедоватепьно соединенныхрезисторов 40, 29, 39 соединены на ЗЮвход электронногопотенциометра 41, имеющего вап (на чертеже не показан) и дополнитедьный реохорд, состоящий из обмотки 42 и подвижного контакта 43. Обмотка 42 дополнительного реохорда намотана таким образом, что в зависимости. от углаповорота ее сопротивление изменяется по закону 1/2 Ь 1 ОУ)Обмотка 42 и подвижной контакт 4340 реохорда включены в измеритепьную днагонапь индуктивно-омического моста, со- стоящего из обмотки 22, которая преобразует приложенное к оси 2 усилие К(фиг, 1) в изменение индуктивности атой45обмотки, обмотки 44 пассивной индуктивности, имеющей сердечник 45 резисторов46, 47. Дпя подучения сигнала постоянного тока атот мост снабжен кольцевым демодулятором, состоящим из диодов 48,49, 50, 51, и его питающая диагональподсоединена на источник О ствбидиэированного напряжения переменного тока.Включенный в измерительную диагональмоста показывающий прибор 52 служитдпя определения натяжения, приложенногок материапу 25 (фиг. 1), один конец которого не изменяет попожение и пространстве,657284 Измерительный ролик 1, рычаги 5, 6, кожух 12 и подвижной контакт 14 реохорда, винты 10, 11, 16, 17, крепление 15, оси 18, 19, а также прижиМные ролики 20, 21, в своей совокупности со-, ставляют узел измерения углаохвата материалом 25 измерительного ролика 1,Измерительный ролик 1, ось 2, обмотка 22 и опора 3 в совокупности представляют собой узел измерения усилия, приложенного к ролику 1. Выполнение измерительной части этого узла в виде оси 2,обмотки 22 и опоры 3 позволяет получитьполное значение Й, приложенного к измерительному ролику 1 независимо от того,под каким углом к оси 2 оно приложено,Изменение индуктивного с опротивленияобмотки 22 под действием силы Я возникает вследствие того, что законы изменения магнитных свойств материала оси 2в зависимости от сжатия и растяжениясильно отличаются друг от друга.Измеритель натяжения работает следующим образом. Под действием силы тяжести рычаги 5, 6 через оси 18, 19 иприжимные ролики 20, 21 прижимаютсяк материалу 25, благодаря чему междуними образуется угол . С помощью закрепленного на рычаге 6 кожуха 12 с обмоткой 13.и закрепленного на рычаге 5подвижного контакта 14 реохорда величина этого угла преобразуется в электрическое сопротивление, что нарушает балансомического моста, состоящего иэ резисторов 26, 27, 28 и на масштабном резисторе 29 возникает напряжение, пропорциональное углу /2,Если измеряемйй материал 25 обладает малой жесткостью, то его радиускривизны меньше радиуса измерительногоролика 1 и он полностью охватывает ролик, поэтому не требуется, введение поправки в результат измерения натяжения,Поскольку второй конец измеряемого материала 25 не изменяет своего положенияв пространстве, то в этом случае рычаг6, который опирается через прижимнойролик 21 на материал 25, занимает положение, показанное на фиг. 1 штрихпунктиром, а электросхема компенсатора погрешности в этом положении наст-,роена на нуль,Если жесткость измеряемого материапа 25 такова, что его радиус кривизныбольше радиуса ролика 1, то вследствиесопротивления материала 25 изгибу оннеплотно прилегает к измерительному ро лику 1, что вносит ошибку в результатизмерения. Однако увеличение жесткостиматериала 25 приводит к его вертикальному перемещению в месте касания с ус5 тановленным на рычаге 6 прижимным роликом 21 и рычаг 6 поворачивается науголОдновременно с помощью копира рычага 6 и индуктивно-омического моста с1 О кольцевым демодулятором, составленнымиэ обмотки 24, обмотки 30 пассивнойиндуктивности, резисторов 33, 34 и диодов 35, 36, 37, 38, угол Ч поворота,рычага 6 преобразуется на масштабном1 З резисторе 39 в напряжение постоянноготока, пропорционального поправке 8(9)/2,которую надо внести в результат измерения угла У /2,Из напряжения, пропорционального ве 2 й личине )/2 на резисторе 29, вычитаются напряженияс резистора 39, пропорциональные величинеЮ ( 9)/2 и с резистора40, пропорциональные величине (9+9 )/2,оПоэтому на вход электронного потенцио метра 41 подается напряжение, пропорциональное величине-Ч -9-8(%Я 2, Элект- ронный потенциометр 41 компенсируетэту сумму напряжений, и его вал, на котором имеется дополнительный реохорд,повернется на угол Ч, пропорциональныйвеличине -Ч Ч-д"М)3 12 .Поскольку обмотка 42 выполнена таим образом, что в зависимости от углаЧ поворота вала потенциометра 41, еесопротивление изменяется по закону4/(2 ОО 9, то величина сопротивленяямежду контактом обмотки и подвижнымконтактом 43 будет пропорциональна вели=1/гто о и)1Сопротивление между обмоткой 42 н,подвижным контактом 43 подключено, какмасштабное сопротивление в измерительную.диагональ индуктивно-омического моста с43кольцевым демодулятором, составленногоиз обмотки 22, реактивное сопротивлениеоторой зависит от величины усилия Ц ,приложенного к оси 2, обмотки 44 пассивной индуктивности, имеюшей сердечник45, резисторов 46, 47 и диодов 48, 49,50, 51, Поэтому на измерительной диагонали этого моста напряжение будет пропропорционально величине натяжения. Тматериала 25, которое равно и на подключенном в измерительную днагональ моста показывающего прибора 52 получаем истинное значение натяжения Т материала 25, независимо от того, под каким углом к измерительному ролику 1 приложены векторы этого йатяжения,Компенсатор.,погрешности, которым снабжен измеритель, позволяет получить истинное значение величины приложенного к ролику 1 усилия Й, независимо от того, под каким углом оно приложено к. ролику., Наличие угла охвата материалом измерительного ролика и компенсатора погрешности в определении угла охвата за счет неплотного прилегания жесткого материала к измерительному ролику позволяет существенно повысять точность измерения натяжения жестких материаловчто приведет к уменьшению обрыва материала в процессе его изготовления.формула изобретенияИзмеритель натяжения обрабатываемого матеряала, содержащий корпус, два при жимных и один измерительный ролики, установленные на оси, узел измерения усилия, измерительную схему и показывающий прибор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измеренияГ натяжения жестких материалов, в него введен компенсатор погрешносж, выполненный в виде двуплечих рычагов, посаженных на консольно прикрепленную к кор- % пусу ось из магнитоупругого материала сразмещенной на ней обмоткой, включенной в измерительную схему, при этом на одних плечах двуплечих рычагов смонтированы прижимные ролики, а на других плечах- грузовые утолщения, одно иэ которых слу жит сердечником индуктивного преобразователя и выполнено в виде копира, внеш ний профиль которого образован кривой третьего порядка вида С М + Сг ч /2+гС Ч/6, где 9.-у ол поворота рычага в радианах,. а С, С и С- безразмерные коэффициенты. Источники информации, принятые во20 внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство,СССРМ 183443 кл б 01 1 а 5/06 19642. Патент фРГ М 2157188,кл. И 01 .Ь 5/04, 1975,М 3. Патент США М 3720100,кл. 73-144, 1975,4. Беняковский М, А. и Бровман М.Й.,