Способ преобразования усилия

Способ преобразования усилия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ! 1717571

Союз Советскик

Социалистических республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 160) 78 (21) 2574021/18-10 (Я)М. Кл.2

G 01 Ь 1/12 с присоединением заявки Hо

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 250230. Бюллетень Й9 7 (53) УДК 531. 781 (088. 8) Дата опубликования описания 2 М280

A.À.Øòèí, Г.В.Ломаев, Э.A.Âèòðè÷åíêî и О.A.Åâñååâ (72) Авторы изобретения

Ижевский механический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УСИЛИЯ

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в системах автомати.ческого управления для регистрации и ввода в цифровые устройства значений измеряемого усилия.

Известен способ преобразованИя . усилия, заключающийся в приложении . измеряемого усилия к ферромагнитному сердечнику с обмотками. и регистрации .частоты автогенератора, подключенного к этим обмоткам (1) .

Однако этот способ не обеспечивает требуемой точности измерений УСИ" лий 15

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ, заключающийся в приложении усилия к ферромагнитному сердечнику, перемагничивании этого сердечника 20 периодически изменяющимся полем и регистрации огибающей случайной электродвижущей силы от необратиьых изменений намагниченности (2) .

К недостаткам этого способа отно сится низкая точнбсть преобразования усилия.

Цель изобретения — повышение точности преобразовайня. 30

Это достигается тем, что по предложенному способу сравнивают напряжение огибающей с эталонным напряжением, формируют временной йнтервал, в течение которого напряжение огибающей превышает эталонное напряжение, и заполняют.этот интервал выбросами случайной электродвижущей силы эа фиксированный уровень селекции.

На фиг.1 показаны вид случайной электродвкжущей силы Е,„ (t) и нормааизированные по амплитуде и длктельНосТН выбросы 0а(t) аа фиксированный уровень селекции Е ; на фиг.2 вкд огибающей мгновенной мощности случайной злектродвижущей силы

U (t) и сформированный временной интервал U„ (), в течение которого напряжение огибаккаей превьиаает эталонное напряженке 0а, на фиг.3 зависимость среднего числа импульсов

0в в интервале (длительность временного интервала) от величины измеряемого усилия P обозначенную N (P); на фкг.4 - структурная схема измерителя усилия, реализующего предложечный способ.

Зависимость Е,и (t) (фиг.1) представияет периодически нестационар717571 ный процесс с периодом нестационарности равным периоду изменения перемагничивающего выполя. Число выбросов 0ь за период нестационарности может -достигать (3 — б) 10, что достаточно для точного измерениФ величины усилия. Кривая огибающей

I 2 мгновенной мощности щума U, (t) (фиг. 2) получена путем квадратичного детекти1ования сигнала Е„,(t) (фиг. l ) с последующим сглаживанием фильтром. Временной интервал Ъ получается сравнением напряжения огибающей с эталонйым напряжением. Продслжительйость следования импульсов Uj всегда больше длительности.интервала Ъ, что достигается выбором ве15 личины Е и 1) . Зависимость N(p) получена путем подсчета импульсов

Пз за интервал Ь . При увеличении усилия P число имйульсов уменьшается. Уменьшение числа импульсов N при увеличении усилия происходит как за счет-уменьшения длительности временного интервала, так и за счет уменьшения числа выбросов Ug

При этом помимо увеличения крутиз- 25 ны характеристики уменьшается нелинейность зависимости N(P), так как увеличение крутизны зависимости интервала ь от усилия Р компенсируется уменьшением крутизны зависи- () мости среднего числа выбросов Пз от P (Фиг.3). Повьыение надежности достигается за счет применения более простых операций и сокращении их числа. Кроме того, применение выбро- З5 сов случайной электродвижущей силы для заполнения временного интервала позволяет исключить в устройстве, реализующем данный способ, генератор опорной частоты, которую необходимо изменять в зависимости от измеряемого усилия.

Устройство включает генератор 1 переменного тока, упругий элемент

2, перемагничивающую обмотку 3, ферромагнитный сердечник 4, измеритель- 45 ную обмотку 5, усилитель б, квадратичный детектор 7, Формирователь 8 временного интервала, формирователь

9 выбросов, схему 10 совпадения и двоично-десятичный счетчик .11 ° Цву- 50 мя стреЛками на Фиг.4 обозначено измеряемое усилие P. Выход генератора 1 переменного тока соединен с перемагничйвающей обмоткой 3 и входом установки нуля счетчика 11.

Ферромагнитный сердечник 4 жестко . связан с упругим элементом 2.

Измерительная обмотка 5, усилитель б, квадратичный детектор 7, формирователь 8, схема 10 совпадения и счетчик 11 соединены последовательно. Вход формирователя 9 подхлюЧен к выходу усилителя, а выход соединен с вторым. входом схемы совпадения.

Способ реализуется следующим образом. 65

Предположим, что измеряемое усилие Р О, Выходной ток генератора переменного тока проходя по перемагничивающей обмотке 3 создает периодически изменяющееся магнитное поле и ферромагнитный сердечник 4 перемагничивается. Ферромагнитный сердечник 4 при отсутствии измеряе мого усилия механически нагружен за счет закрепления с некоторым натяжением. Импульсы электродвижу-, щей силы, индуцируемые в измерительной обмотке 5, усиливаются и поступают на формирователь выбросов 9, формирующий выбросы сигнала на некоторый уровень селекции. Сформиро-, ванные импульсы далее поступают на вход схемы 10 совпадения. Сигнал с усилителя поступает также на квадратичный детектор 7. С выхода детектора сигнал поступает на формирователь 8, сравнивающий напряжение огибающей с некоторым эталонным напряжением и Формирующий временной интервал, в течение которого напряжение огибающей превышает эталонное напряжение. Величина эталонного напряженйя и начальное напряжение ферромагнитного сердечника 4 выбраны так, чтобы при P = О длительность временного интервала также равнялась нулю. Таким образом, при P — 0 показание „ 11 также равно нулю, так как схема 10 совпадения закрыта соотвествующим потенциалом Формирователя 8. При Р ф О напряжение в ферромагнитном сердечнике 4 уменьшается за счет прогиба упругого элемента 2, мощность сигнала с измерительной обмотки 5 возрастает, увеличивается напряжение огибающей и увеличивается длительность импульса с выхода формирователя 8. При этом увеличивается число импульсов, регистрируемое счетчиком 11. Счетчик устанавливается в нуль от генератора 1 перед началом измерения автоматически. Погрешность от разброса показаний счетчика, обусловленная дисперсией числа выбросов, практически полностью устраняется тем, что две младших декады счетчика используются как делители частоты и содержимое их не индицируется.

Предложенный способ преобразования усилия в цифровой код позволяет создать более надежные измерители усилия с расширенными функциональными возможностями (за счет изменения уровня селекции и величины эталонноro напряжения). Кроме тоrо, отпадает необходимость применения аналого-цифровых преобразователей для ввода информации в ЦВМ.

Формула изобретения, Способ преобразования усилия заключающийся в приложении усилия

717571

Фиг.i

ФиаР

Составитель А.Новикова

Техред А, Щепанская Корректор A. Гриценко

Редак тор А.ЬМелькин

Заказ .9826/57 Тираж, 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, М35, Раушокая наб, д. 4/5

Филиал IIIIII Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 к ферромагнитному сердечнику, перемагничивании этого сердечника периодически изменяющимся полем и регистрации огибающей случайной электро движущей силы от необратимых изменений намагниченности, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыщения точности преобразования, в йем сравнивают напряжение огибающей с эталонным напряжением, формируют временной интервал, в течение которого напряжение огибающей превыаает эталонное напряжение, и заполняют этот интервал выбросами случайной рлектродвижущей силы за фиксированный уровень селекции.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР. N 246127, кл. G 01 L 1/12, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

@160385, кл. G 01 L 1112, 1964

{прототип) °