Трехкомпонентные магнитоэлектрические весы

Трехкомпонентные магнитоэлектрические весы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (и 524977

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.06.75 (21) 2144759/10 с присоединением заявки № (51) М. Кл.2 б 01G 9/00//

G 01М 9/00

Совета Миикстров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.26(088.8) Опубликовано 15.08.76, Бюллетень ¹ 30

Дата опубликования описания 14.09.76 (72) Авторы изобретения

М. И. Суханов и В. Б. (71) Заявитель (54) ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЕ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

ВЕСЫ

Государственный комитет (23) Hp> îð Hòñò

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано в аэродинамических весах для измерения малых сил и м ом енто в.

Известно устройство для исследования аэродинамических сил и моментов, состоящее из нитяного подвеса, на котором подвешивают исследуемую модель, углы отклонения которой определяют с помощью оптической установки (1 — 3).

Это устройство может быть использовано лишь для определения аэродинамических характеристик осесимметричных тел в потоке разреженных газов.

Известны также аэродинамические весы с жидкостным подвижным подвесом, имеющим три степени свободы, состоящие из камеры с жидкостью и,погруженным в нее поплавком с измерительной платформой, снабженной дер>кавкой и якорями индуктивных датчиков и магнитными силовозбудителями. Платформа соединена тонкими нитями с другой подвижной платформой и с корпусом весов. При воздействии измеряемых сил и моментов на модель через державку на индуктивных датчиках возникает сигнал, который через измерительный мост, усилитель и фазочувствительный детектор подается на катушки магнитных силовозбудителей (1).

Известные аэродинамические весы не обеспечивают необходимой точности и чувствительности при измерениях в вакууме.

Для обеспечения измерения в условиях вакуума с достаточной высокой чувствительностью в предлагаемых весах корпус подвешен на шарнире к неподвижной стойке весов, снабженных тремя вертикально установленными электромагнитами постоянного тока с сердечниками, выполненными в виде постоянных стержневых магнитов, и индуктивными датчиками системы подвеса измерительной платформы, якори которых установлены на измерительной платформе, а катушки — на корпусе, причем катушки электромагнитов укреплены в верхней части корпуса.

На чертеже изображены предложенные весы.

Трехкомпонентные магнитоэлектрические

20 весы состоят из основания 1, на котором укреплена неподвижная стойка 2. К стойке 2 на шарнире 3 подвешен корпус 4 весов, íà верхнем основании 5 которого установлены три электромагнита 6 постоянного тока с сердеч25 никами 7, выполненными в ниде постоянных стержневых магнитов, якори 8 этих электромагнитов установлены под ними на диске 9, соединенном с помощью стоек 10, 11, 12 с диском 13 и установленной на нем державкой зо 14, с диском 15 и дисками 16 и 17. Диски 9, 524977

13, 15 — 17, соединенные между собой стойками 10, 11, 12, образуют подвижную измерительную платформу 18. На трех боковых стайках 19 корпуса 4 весов установлены кронштейны 20 с катушками 21 трех пар индуктивных датчиков системы подвеса измерительной платформы, образованной тремя замкнутыми электрическими цепями, в которые входят: индуктивные датчики, включенные в плечи мостов, генераторы высокой частоты (ГВЧ), усилители (У), фазочувствительные детекторы (ФЧД), усилители мощности (УМ), электромагниты 6. Якори22 индуктивных датчиков установлены на диске 15. В кронштейнах 20установлены арретиры 23. На диске 16 укреплены якори 24 индуктивных датчиков измерительной системы, катушки 25 которых установлены на корпусе весов. На диске 17 укреплены якори 26 магнитных силовозбудителей, катушки 27 которых смонтированы на корпусе весов. На нижнем основании 28 корпуса весов соосно с шарниром 3 укреплена тяга 29 с подвешенным на ней грузом 30. Подвешенный на шарнире корпус 4 и жестко соединенная с ним тяга 29 с грузом 30 образуют маятник. Наосновании 1 весов смонтированы катушки 31 электрического демпфера маятника, на тяге

29 которого укреплены постоянные магниты 32.

Весы работают следующим образом.

После включения системы подвеса подвижной измерительной платформы последняя переходит из заарретированного состояния на арретирах 23 в состояние левитации за счет того, что разность сигналов индуктивных датчиков, включенных в плечи мостов, возникающая вследствие разной величины зазоров между катушками 21 и якорями 22 каждой пары датчиков, подается через соответствующий усилитель (У), фазочувствительный детектор (ФЧД), усилитель мощности (УМ) на соответствующий электромагнит 6. Якори 8 электромагнитов вместе с соединенным с ними диском 9 измерительной платформы под действием разности электромагнитной силы электромагнитов и их сердечников и сила тяжести измерительной подвижной платформы с укрепленными на ней деталями, перемещаются вертикально вверх. Это перемещение происходит до тех пор, пока якори 22 индуктивных датчиков не будут равны. В этом нейтральном положении якорей разность сигналов этих датчиков равна нулю — вес измерительной платформы со всеми укрепленными на ней деталями уравновешен подъемной силой электромагнитов, равной сумме магнитной силы сердечников и электромагнитной силы электромагнитов (катушек с сердечниками), возникающей за счет предусмотренной в схеме подачи в обмотки электромагнитов калиброванной величины така. При воздействии сил па вериткальной оси или моментов вокруг горизонтальных осей па измерительную платформу через державку 14, с каждой пары индуктивных датчиков снимается разность сигналов, пропорциональная вертикальным пере5

6О

65 мещениям платформы от этих воздействий.

Эти разностные сигналы, снятые с мостов, усиленные и преобразованные, подаются на соответствующие электромагниты, компенсирующие эти воздействия и приводящие платформу в рабочее положение. Таким образом, платформа левитирует, не касаясь корпуса весов, имея три степени свободы, При воздействии измеряемых сил по горизонтальным осям и момента вокруг вертикальной оси весов на державку 14, измерительная платформа смещается в поперечном направлении к вертикальной оси корпуса весов или разворачивается вокруг нее. Сигналы, пропорциональные этим перемещениям, снятые с помощью индуктивных датчиков измерительной системы, включенных в плечи измерительных мостов, подаются через усилитель (У), фазочувствительный детектор (ФЧД) на катушки 27 магнитных возбудителей, укрепленных на корпусе весов. Система приходит в равновесие, когда якори 24 индуктивных датчиков занимают положение, при котором ток в катушках 27 магнитных силовозбудителей взаимодействует с магнитным полем якорей силовозбудителей с силой, равной силе, действующей на державку 14, с обратным знаком. По величине тока в катушках магнитных силовозбудителей на измерительном приборе (ИП) можно судить о величине действующей силы или момента.

Подвес корпуса весов на шарнине 3 соосно с грузом 30 на тяге 29 позволяет исключить влияние на результаты измерения неточной установки или наклона основания 1 весов в процессе работы.

Формула изобретения

Трехкомпонентные магнитоэлектрические весы, содержащие корпус и подвижную измерительную платформу с державкой„электромагнитные измерительные системы, состоящие из индуктивных датчиков и магнитных снловозбудителей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью измерения сил и моментов в условиях вакуума и повышения чувствительности, в них корпус подвешен на шарнире к неподвижной стойке весов, снабженных тремя вертикально установленными электромагнитами постоянного тока с сердечниками, выполненными в виде постоянных стержневых магнитов, и нндуктнвнымп датчиками системы подвеса измерительной платформы, якори которых установлены на измерительной платформе, а катушки — на корпусе, причем катушки электромагнитов укреплены в верхней части корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. № 339823, кл. G 01М 9/00, 18.06.

1970.

2. Патент США М 2935830, кл. 160-92, 18.06.59.

3. Авт. св. М 149919, кл. G 01М 9/00, 20.12.

1961.

524977

Составитель В. Вайншенкер

Редактор И. Шубина Техред Г. Алиева

Корректор Е. Хмелева

Подписное

Типография, и р. Сапунова, 2

Заказ 2053/3 Изд. № 1618 Тираж 814

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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