Магнитоэлектрический динамометр
Патент 734512
Авторы
Классы МПК
Магнитоэлектрический динамометр
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
CdöNàëèñòè÷åñêèê
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
< 734512 и (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву
\ (22) Заявлено 14.03.78(2! ) 2590235/18-1 с присоединением заявки РЙ (23) П рноритет
Опубликовано 15.05,80. Бюллетень Ле 18
Дата опубликования описания 18.05.80. (51)M. Ê .
Я 01 L 1 08
Государственный комитет ио делам изобретений и открытий (53) УДК 581. .7 8 1 (088.8) (72) Автор. изобретения
В. С. Мойсейченко
Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (7!) Заявитель (54) МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДИНАМОМИЧР
Изобретение относится к области информационно-измерительной техники и может найти широкое применение для точных измерений, усилий, а также массы, плотности, веса различных тел в широком
5 диапазоне.
Известный магнитоэлектрический динамометр с силовой компенсацией, содержащий магнитоэлектрический преобразователь с подвижной компенсационной катуш1О кой на упругом подвесе, преобразователь некомпенсации и усилитель с демодулятором, не обеспечивает требуемой точности измерения усилий
Наиболее близким по технической сущ. ности к данному изобретению является могнитоэлектрический динамометр, содержащий магнитоэлектрический преобразователь с подвижной катушкой силовой ком пенсации, установленной на каркасе, и неподвижным магнитопроводом, жесткий и податливый упругий подвес, первый и второй датчики перемещения и блок широтно-импульсной модуляции 21 .
К недостаткам такого динамометра относится ограниченный предел измерения
Ю
1 в области малых усилий.
Бель изобретения заключается в расширении предела измерения в области малых усилий.
Цель достигается за счет того, что в предлагаемый динамометр введен упор с контактами, соединенными с блоком широтно-импульсной модуляции, а подвиж ная катушка силовой компенсации выпол пена из двух обмоток с различ1ным числом витков и соединенных с блоком широтно-импульсной модуляции, причем кар-- кас соединен с одним концом жесткого подвеса, другой конец которого соединен с подвижной пластиной первого датчика перемещений, а подвижная пластина соединена с одним концом податливого упругого подвеса, другой конец которого соединен с неподвижным магнитопроводом, в центре которого установлен упор с контактами.
734512
Схематически конструкция предлагаемого магнитоэлектрического динамометра представлена на чертеже.
Магнитоэлектрический динамометр содержит магнитоэлектрический преобразователь 1 с постоянным магнитом 2 и неподвижным магнитопроводом 3. В зазоре на каркасе 4 расположены две обмотки 5 и 6, составляющие подвижную катушку 7 силовой компенсации соответ- 1о ственно с малым и большим числом витков. Подвижной каркас 4 с помощью жесткого подвеса 8 соединен с подвижной пластиной 9, которая через податливый упругий подвес 10 закреплена с неподвижным магнитопроводом. На неподвижном магнитопроводе на стойках 11 закреплена неподвижная пластина 12, о— образующая с подвижной пластиной 9 первый емкостный датчик перемещения 1
13
20 пластины 9. На подвижной пластине 9 на стойках 14 установлена пластина 1
15 образующая с. днищем каркаса 4 второй емкостный датчик перемещения 16 каркаса 4. В центре неподвижного магнитопровода по оси чувствительности ) установлен упор 17 с контактами 18.
При воздействии малых измеряемых усилий F перемещение каркаса 4 обусХ ловлено в основном малой жесткостью Зр упругого подвеса 10, т.е. в первом приближении можно считать, что перемещение пластин 9,15 равны, т.е. Ьб gQ, Это смешение осуществляется за счет неравновесия IF Fх-Fк rде компенсационное усилие, и преобразуется первым и вторым датчиками переме« щения 13 и 16, которые питаются от генератора 19 напряжением LI несущей частоты $,,в напряжения aU4 и 40
0 . Ло тех пор пока контакты 18 не замкнуты, выходное управляющее напряжение 0у формирователя 20 удерживает ключ 21 в разомкнутом состоянии, а ключ 22 в замкнутом и на вход уси- 4> лителя-выпрямителя 23 подается только напряжение дО4 с первого емкостного датчика перемещения 13. Напряжение Ь04 усиливается, преобразуется в постоянное
О и подается на вход преобразователя
24 напряжения во временной параметр
t4/Tp, где То - период широтно-импульс° ной модуляции, „- время.
Импульсное напряжение с относительной длительностью „ /T< подается на модуля- тор 25, коммутирующий ток 1, стабилизатора 26 в обмотку 5 через замкнутый напряжением Uy ключ 27. Ток lg. в л обмотке 5 с числом витков W и длиной
4 витка создает уравновешивающее усилие F = KqVYq o1g= < W<Во1оl„grцеg —, магнитная индукция в зазоре.
При номинальной длительности, соответствующей усилию на входе Fy< величина неравновесия 0Fq< вызывает максимальное перемещение d „пластины 9, которая садится на упор 17 и контакты
18 замыкаются. При этом выходное напряжение формирователя Ц у размыкает ключи 22 и 27 и замыкает ключи 21 и 28. При увеличении входных усилий
FX ) РХ сжимается теперь только жесткий подвес 8, вызывая перемещение д 6, обусловленное величиной неравновесия дух . Теперь на вход усилителя
2 подается через замкнутый ключ 21 выходное напряжениеаЦвторого емкостного датчика перемещения 16, которое преобразуется в относительный временной интервал „/То и ток 1 через ключ 28 поступает в обмотку 6 с числом витков Vv<, при этом жесткость подбирается обратно-пропорциональной числу витков, отношение которых, в свою очередь, равно расширению предела измерения, при этом коэффициенты преобразования по обоим каналам сохраняется одинаковыми. Электромагнитное усилие
F„=W 8 ВоЕ / уравновешивает измеряе-, 1 мое усилие с точностью до величины неравновесия д Fy
Блок широтно-импульсной модуляции
29 образован генератором 19, формирова- телем 20, ключами 21, 22, 27, 28, усилителем-выпрямителем 23, преобразователем напряжения 24, модулятором
25 и стабилизатором 26.
Независимо от предела измерения магнитоэлектрический дина мо метр работает в оптимальном режиме минимальных погрешностей. Выходной относительный временной интервал ,>
Таким образом, предлагаемый динамометр позволяет снизить нижний предел измерения усилий. Обеспечение измерения усилий в широком диапазоне их изменения с автоматическим переходом от одного компенсационного режима к другому без переключения входного
73451 усилия существенно снижает эксплуатационные затраты на проведение эксперимента (измерений). Таким образом, динамометр эквивалентно решает задачу измерения усилия двумя преобра5 зователями с силовой компенсацией. формула изобретения
1О
Магнитоэлектрический динамометр, содержащий магнитоэлектрический преобразователь с подвижной катушкой cu\ ловой компенсации, установленной на каркасе, и неподвижным магнитопроводом, t5 жесткий и податливый упругий подвес, первый и второй датчики перемещения с подвижными пластинами и блок широтно-импульсной модуляции, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью рас- 20 ширения предела измерения в области малых усилий, в него введен упор с кон2 6 тактами, соединенными с блоком широтно-импульсной модуляции, а подвижная катушка силовой компенсации выполнена из двух обмоток с различным числом витков и соединенных с блоком широтноимпульсной модуляции, причем каркас а"оединен с одним концом жесткого подвеса, другой конец которого соединен с подвижной пластиной первого датчика перемещений, а подвижная пластина соединена с одним концом податливого упругого подвеса, другой конец которого соединен с неподвижным магнитопроводом, в центре которого установлен упор с контактами.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
¹ 284340, кл. Q Ol L 1/08, 1953.
2, Авторское свидетельство СССР № 473911, кл. С 01L 1/08, 1975 (прототип}.
734512
Fõ
a@f2 d g
Составитель А. Новйков
Редактор Н. Каменская Техред Н. Бабурка Корректор М. Шароши
"Заказ 2155/47 Тираж 1019 Подписное
БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4