Устройство для измерения усилий

Устройство для измерения усилий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 547652 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19,12.75(21) 2300734/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.02.77Бюллетень № 7 (45) Дата опубликования описания 31.05.77 (51) М. Кл,т

C 01 L 1/12

Государственный комитет

Саввтв Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.781. (088.8) М. Н, Гуманюк и В. М, Бескоровайный (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт автоматики (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИИ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к конструкции магнитоупругих преобразователей, предназначенных цля измерения усилий в системах автомати— ческого взвешивания. 5

Оцной из наиболее существенных составляющих погрешностей в магнитоупругих преобразователях является составляющая, обус— ловленная магнитоупругим гистерезисом.

Известные срецства уменьшения указан- 10 ной погрешности путем многократного нагружения, изготовления магнитопроводов датчиков из монолитных материалов, повышения частоты тока питания и включения в пакет пластин магнитопровода толстых прокладок из высокоуп- ругих материалов не обеспечивают уменьшения погрешности магнитоупругого гистерезиса менее 0,5 — 0,3 %, а в большинстве случаев он имеет величину порядка

1-1, 5% fQ, P), Pj, (4) .

Более эффективными являются методы и устройства, в которых погрешности магнито— упругого гистерезиса снижают путем возбуждения в ферромагнетике ультразвуковых колебаний, что привоцит его цоменную структуру в более устойчивое состояние (5). Однако аппаратурная реализация в данном случае из-за наличия ультразвуковых излучателей и средств обеспечения их связей с преобразователем цостаточно сложна.

Известен магнитоупругий преобразователь с частотным выхоцом, в котором погрешности магнитоупругого гистерезиса частично устраняются пеоемагничиванием по частной петле гистерезиса. Магнитоупругий преобра» зовэтель соцержит магнитопровод с основ ной и дополнительной обмотками и автогенератора на полупроводниковом триоде, режим которого выбран из условия перемагничивания материала сердечника на частной петле гистерезиса $6).

Основным недостатком известного устройства является то, что используемые в нем срецства уменьшения магнитоупругого гистерезиса малоэффективны, а погрешность, обусловленная магнитоупругим гистерезисом, цостигает порядка 1 — 1,5%.

11елью изобретения является повышение точности измерения путем снижения погрешности магнитоупругого гистерезиса.

547652

Это достигается тем, что в устройство цля измерения усилий, включающее магнитоупругий преобразователь дроссельного типа, содержащий магнитопровоц с размещенными на нем основной обмоткой. поцключенной 5 к источнику питания и регистрирующему при бору и дополнительной обмоткой, дополнительно введены емкость, коммутатор, источник постоянного напряжения, причем емкость и источник постоянного напряжения через ком- ip мутатор включены параллельно дополнительной обмотке. Например, емкость через нормально замкнутые контакты коммутатора подключена параллельно к дополнительной обмотке, а через нормально разомкнутые — И к источнику постоянного напряжения.

На чертеже изображена функциональная схема устройства для измерения усилий.

Прецложенное устройство для измерения усилий включает магнитоупругий преобразо- 20 ватель дроссельного типа, содержащий маг— нитопровод 1 с основной 2 и дополнительной 3 обмотками. Основная обмотка 2 вклю— чена в цепь источника переменного напряжения 4 с индикаторным устройством 5, к 25 которому параллельно подключено нагрузочное сопротивление 6. Дополнительная обмотка 3 через нормально замкнутые контакты

7, 8 коммутатора 9 соединена с емкостью

10, подключенной к источнику постоянного 30 напряжения 1 1 через нормально разомкну— тые контакты 12, 13.

Индуктивность обмотки 3, величина емкости 10 и напряжение источника постоян— ного напряжения 1 1 выбраны таким образом, что при разряде возникают затухающие периодические колебания, причем в первый полупериод амплитуда тока в обмотке 3 та— кова, что напряженность магнитного поля достигает значений, соответствующих маг- 4О нитному насьпцению магнито пров ода 1, а частота периодических колебаний в контуре емкость 10 - дополнительная обмотка 3 близка частоте собственных колебаний преобразователя или меньше ее в целое количество раз. Инцикаторное устройство 5 с целью защиты включено в цепь основной обмотки 2 через нормально разомкнутые контакты 14 коммутатора 9.

Работает предложенное устройство сле- 50 дующим образом.

При замыкании контактов 12, 13 происходит предварительный заряд емкости 10.

В момент, предшествующий подключению емкости 10 к дополнительной обмотке 3, % коммутатор 9 контактом 14 разрывает цепь индикаторного устройства 5, а контактами

12, 13 — обе цепи, соединяющие емкость

10 с источником постоянного напряжения 11

Затем при замыкании контактов 7, 8 проис- 60 хоцит разряц емкости 10 на дополнительную обмотку 3.Коммутатор 9 может быть выполнен и бесконтактным.

Поскольку всем магнитоупругим ферромагнитных сплавам, из которых изготавливается магнитопровод преобразователя, свойственен ярко выраженный эффект магнитострикции, разряц емкости сопровожцается деформацией магнитопровода 1 и возникновением напряжений в нем, причем этот процесс носит характер затухающих акустических колебаний.

Таким образом,магнитопровоц 1 подвергают как воздействию затухающего переменного магнитного поля, так и затухающих ко— лебаний высокой частоты, имеющих характер акустических колебаний, что приводит к уменьшению магнитоупругого гистерезиса в 2-3, 5 раза, а также к уменьшению вариационной погрешности и временной нестабильности характеристики преобразователя за счет повышения устойчивости его магнитной структуры.

Ф ормула изобретения

Устройство для измерения усилий, включающее магнитоупругий преобразователь qpoc— сельного типа, содержащий магнитопровод с размещенными на нем основной обмоткой, подключенной к источнику питания и регистрирующему прибору, и дополнительной обмоткой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, за счет снижения погрешности магнитоупругого гистерезиса, в него дополнительно введены емкость, коммутатор, источник постоянного напряжения, причем емкость и источник постоян— ного напряжения через коммутатор включены параллельно дополнительной обмотке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Иванова И. И. О погрешностях магии тоупругих преобразователей, Труды Ленин— градского политехнического института, № 184, 1956.

2. Шишкинский В. И., Крашенникова

А. Л. Основные характеристики монолитных магнитоанизотропных датчиков. "Приборы и системы управления 1969, ¹ 1.

3. Гуманюк М. Н. Магнитоупругие датчики в автоматике, Киев, "Техника", 1972.

4. Авторское свидетельство СССР

%360568, М. Кл Q 01 4 1/12, 1970.

5. Лаптей Д А., Черкашин В. С. Влияние ультразвукового воздействия и переменного магнитного поля на доменную структуру

547652

Составитель B. Зыль

Редактор Г. Либкина Техред И. Ас талош Корректор А. Гриценко

Заказ 632/ 96 Тираж 1052 Подписное

ЦНИИПИ Госуцарственпого комитета Совета Министров СССР по цепам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгороц, ул. Проектная, 4

5 кремнистойстали при перемагничивании. Известия АН СССР, Серия физическая, т. ХХУ, Мо12, 1961.

6. Авторское свидетельство СССР

%316950, М. Кл. C 01 1 1/12, 1970 (прототип).