Весоизмерительное устройство

Весоизмерительное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВС содержащее магнитоанизотропные датчй ,ки веса с группой первичных и вторичных обмоток, размещенных на магнитепроводе в виде консольной балки, источник стабилизированного напряжения переменного тока, к которому подключены первичные обмотки, последовательно соединенные между собой, и вм1Прямитель , к входу которого через ком|Пенсатор начального разбаланса подключены вторичные обмотки, а к выходу - измерительный прибор, отличающ е ее я тем, что, с целью повышения точности и увеличения быстродействия за счет обеспечения линейности выходного сигнала, в него выведены фазосдвигшощий элемент и источник постоянного тока, а в каждый датчик веса - дополнительная группа первичных и вторичных обмоток, причем магнитопроводы датчиков веса .вьшолнены ступенчатой формы с равным сопротивле1 нием изгибу для всех ступеней,первичные обмотки дополнительной группы соединены между собой последовательно и под (/) ключены к источнику постоянного тока. С а вторичные обмотки включены между собой дифференциально на каждой ступени магнитопровода и послёйовательйо между ступенями и подключены к фазосдвйгаюлдему элементу, выход которого соединен с выходом вьшрямителя последовательно и встречно.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ШИ Л °

РЕСПУБЛИК ае а) 9 01 G- 3/15, g 01 l» 1/12

Н)ОУам СТВЕННЫй НОМитЕт СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н *s csocw c ccCErsn»ccav

), 4 «) . " Й fL (21) 3539263/18-10 ,(22) 11.01 ° 83 (46) 15.07.84. Бюл.926 .(72) И.В.Французов, Г.И.Гуляев

Н.Г.Белокриницкий и А.Н.Черноиванен" ко,,(71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности (53) 681.269(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

))847082, кл. G 01 (1/12, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

М98733, кл. q 01 С 19/02, 1967 (прототип) . (54) (57) ВЕСОИЗИЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО> содержащее магнитоанизотропные датчик ,ки веса с группой первичных и вторичных обмоток, размещенных на магнитопроводе в виде консольной балки, источник стабилизированного напряже-" ния переменного тока, к которому подключены первичные обмотки, последовательно соединенные между собой, и вы прямитель, к входу которого через ком;пенсатор -начального разбаланса нодклю"

1 чены вторичные обмотки, а к выходу— измерительный прибор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и увеличения быстродействия за счет обеспечения линейнос.ти выходного сигнала, в него введены фазосдвигающий элемент и источник постоянного тока, а в каждый датчик веса — дополнительная группа первичных и вторичных обмоток, причем магнитопроводы датчиков веса .выполнены ступенчатой формы с равным сопротивле, нием изгибу для всех ступеней, первичные

Ф обмотки дополнительной группы соедине-Е ны между собой последовательно и подключены к источнику постоянного тока а вторичные обмотки включены между собой дифференциально на каждой ступени магнитопровода и последователь- р но между ступенями и подключены к фаэосдвигающему элементу, выход которого соединен с выходом выпрямителя последовательно и встречно.

1103080

Изобретение относится к весоизмерительной технике,. в частности к весовым устройствам, в которых исполь" зуются магнитоанизотропные датчики веса. »

Известен магнитоупругий датчик усилия, выполненный в виде консольной балки из пластин равного сопротивления изгибу трапецеидальной формы с обмоткой возбуждения и изме- 10 рительной обмоткой, расположенными на магнитопроводе параллельно между, собой и перпендикулярно высоте тра-. пеции f1) .

Однако конструкция такого магнито -1» провода не может быть использована в магнитоанизотропных датчиках с крестообразным расположением обмоток, имеющими аналоговый выходной электрический сигнал. Это объясняется тем, что относнтельно средней линии изгиба, по толщине магнитопровода (набора пакета пластин), верхняя половина пластин имеет напряжения растяжения, а нижняя — сжатия, следовательно, и магнитная проницаемость, относитель но средней линии изгиба, имеет разные знаки, а поскольку отверстия под креетообразные обмотки могут быть расположены только перпендикулярно набору i> пластин, то в силу этого и обмотки находятся. в положении воздействия на них магнитной проницаемости разных знаков, поэтому выходное напряжение электрический сигнал соответЭ

3» ствующий усилию, постоянно равен нулю.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является весоизмерительное устройство, содержащее магнитоанизотропные датчики веса с группой первичных и вторичных обмоток, размещенных на магнитопроводе в виде консольной балки, источник стабилизированного напряжения переменного тока, к которому подключены первичные обмотки, последовательно соединенные между собой, и выпрямитель, к входу которого через компенсатор начального разбаланса подключе-

»О ны вторичные обмотки, а к выходу— измерительный прибор Pj .

Однако в магнитопроводе, в местах. расположения элементов, при работе на изгиб возникают отличные по ве„55 личине напряжения деформации, a„ сле", довательно, и магнитная проницаемость, что приводит к снижению пря.молинейности выходной характеристи2 ки. При использовании силовоспринимающего элемента в виде консольной балки, работающей на изгиб, увеличивается величина перемещения груза, а в результате этого, увеличивается амплитуда и время затухания колебательного процесса, вызванного динамическим воздействием в момент передачи усилия.

Цель изобретения — повышение точности и увеличение быстродействия

sa счет обеспечения линейности выходного сигнала и уменьшения влияния динамической составляющей сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в весоизмерительное устройство, содержащее магнитоанизотропные датчики веса с группой первичных и вторичных обмоток, размещенных на магнитопроводе в виде консольной

1 балки, источник стабилизированного напряжения переменного тока, к которому подключены первичные обмотки, последовательно соединенные между со. бой, и выпрямитель к входу которого через компенсатор начального разбаланса подключены вторичные обмотки, а к выходу — измерительный прибор, введены фазосдвигающий элемент и источник постоянного тока, а в каждый датчик веса — дополнительная группа первичных и вторичных обмоток, причем магнитопроводы датчиков веса выполнены ступенчатой формы с равным сопротивлением изгибу для всех ступеней, первичные обмотки дополнительной группы соединены между собой последовательно и подключены к источнику постоянного тока, а вторичные обмотки включены между собой дифференциально на каждой ступени магнитопровода и последовательно между студе- нями и подключены к фазосдвигающему элементу, выход которого соединен с выходом выпрямителя последовательно и ввтречно.

На чертеже показана структурная схема весоизмерительного устройства.

Весоизмерительное устройство содержит два магнитоанизотропных датчика . веса, каждый из которых включает магнитопроводы 1 и 2, выполненные в виде ступенчатой консольной балки равного сопротивления, и обмоточные элементы 3-18, расположенные по два на каждой ступени магнитопровода, симметрично относительно линии изгиба. датчика. Иагнитопроводы 1 и 2 воспринимают нагрузку, прогибаются на величину, пропорциональную усилию веса и совершают затухающий колебательный процесс. По всей рабочей длине магнитопровода, имеющего форму консольной балки равного сопротивления, равномерно распределяется

° напряжение деформации, а следова10 тельно, и магнитная проницаемость, В силу магнитной анизотропии материала магнитопровода и питания первичных обмоток элементов 3-6, нзмерительной системы от источника 19 стабилизированного напряжения переменного тока, во вторичных обмотках этих элементов возникает напряжение, поступающее на выпрямитель 21. Вы- .. прямленное напряжение является оги2О бающей, представляющей сигнап, пропорциональный величине усилия веса и амплитуде частоты колебательного процесса. Во вторичных обмотках элементов 7-10 компенсационной сис25 темы возникает напряжение соответст- . вующее электрическому сигналу по.частоте и амплитуде только колебательного процесса, так как первичные обмотки этих элементов запитаны от источника 22 стабилизированного напряжения постоянного тока. Полученный электрический сигнал от действия колебательного процесса корректируется фазосдвигающим элементом

23 до совпадения его с фазой сигнала от действия колебательного процесса, полученного в измерительной" системе, а поскольку оба сигнала алгебраически суммируются, так. как их источники включены между собой последовательно и в противофазе то ях результирующая равна нулю, следовательно на вход измерительного прибора 24 поступает сигнал только соответствующий весу взвешиваемого груза. Далее сигнал преобразовывается и поступает на индикатор 25 веса и блок управления 26. Нажатием кнопки 28 выдается команда в блок управления 26, который выдает разрешение на печать цифропечатающему устройству 27.

Если взвешивание труб осуществляет55 ся, в потоке, то кнопка 28 заменяется путевым выключателем, срабатывающим от механизма, перемещающего тру ды (на чертеже не показан).

3 1103080 4

Верхние относительно линии изгиба обмоточные элементы 3,7,11 и 15, расположенные на магнитопроводе

1, и обмоточные элементы 5,9,13, 17, расположенные на магнитопроводе 2, .работают в области растяжения магнитопроводов 1 и 2, а нижние

4,8, 12, 16 и 6, 10, 14, 18 — в области его сжатия (для наглядности соедине" ния электрической схемы элементы 11-.

18 не включены).

Элементы 3,4,5 и 6 составляют первую группу. Они, включены в измерительную схему, последовательное соединение первичных обмоток которой запитано от источника 19 стабилизированного напряжения переменного то-: ка, вторичные ее обмотки включены дифференциально на одной ступени маг.нитопровода и последовательно между соответствующими ступенями двух магнитопроводов, а общий выход этих вторичных обмоток подключен к компенсатору 20 первоначального сигнала небаланса, выход которого соединен с выпрямителем 21.

Элементы 7-10 (вторая группа) включены в компенсационную систему сигнала колебательного процесса., последовательное соединение первичных обмоток которой запитано от источника 22 стабилизированного напряжения постоянного тока, а выход вторичных обмоток, включенных между собой аналогично вторичным обмоткам измерительной системы, подключен к фазосдвигающему элементу 23.

К общему выходу измерительной и компенсациойной систем, которые включены между собой последовательно и в противофазе, подключен измерительный прибор 24, подключенный к индикатору 25, блоку управления

26 цифропечатающим устройством 27., Кнопка 28 выдает команду на регистрацию веса.

Весоизмерительное устройство рабо тает следующим образом.

В ненагруженном состоянии измерительная схема устанавливается в нулевое положение компенсатором 20 первоначального сигнала небаланса, после чего устройство .приведено в" готовность для взвешивания грузов (Tp ).

Труба устанавливается на грузопередающий механизм (на чертеже .не показан), усилие веса которой передается на два магнитоанизотропных

Составитель В. Ширшов

Редактор M. Товтин Техред N,Тенер Корректор А. Ференц гав, «1

Заказ 4942/30 Тираж 610 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CGA по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент™, r. Ужгород, ул. Проектная, 4.Использование предлагаемого весоизмерительного устройства позволяет уменьшить погрешность взвешивания, так как использование магнитопровода в виде балки равного сопротивления обеспечивает получение равномерного распределения магнитной проницаемости по всей его рабочей длине; исклю1103080 4 чить влияние на точность и быстродействие взвешивания электрического сигнала возникающего от действия колебательного процесса упругих .

5 элементов, путем противофазного включения равнозначного ему электрического сигнала, получаемого также от действия этого колебательного процесс.