Устройство для измерения усилия прокатки

Устройство для измерения усилия прокатки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскии

Социалистических

Республик

ОПИСА

ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИ

978 (61) Дополнительное к авт. св (22) Заявлено 20.12.77 (21) 2 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет

Опубликовано 250680 Бк>

Дата опубликовани я описа

-37/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открыти й

21.771.2.

8. 8) (72) Авторы изобретения

А.А.Штин, Г.В.Ломаев, И.М.Мериин, A.Â.Õðàáðoâ, Ю.H.Ñåìèí и А.Л.Лаврентьев (71) Заявйтель

Ижевский механический институт

{ 54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЯ

ПРОКАТКИ

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано в системах автоматического управления прокатными станами для измерения усилия про-. катки.

Известно устройство для измерения усилия прокатки, включающее упругий элемент и датчик-преобразователь упругих перемещений, выполненный в виде индукционных катушек с размещенным в воздушном зазоре между ними экраном (1)

Общим недостатком преобразователей усилия с датчиками перемещения является значительная температурная погрешность, обусловленная изменением размеров упругого элемента.

Цель изобретения — повышение точ20 ности измерения преобразователей усилия с датчиками перемещения путем исключения температурной погрешности.

Укаэанная цель достигается тем, что экран выполнен со скошенными относительно осей катушек рабочими краями, установлен в направляющих, смонтированных на упругом элементе параллельно воздушному зазору, и снабжен органом перемещения. Угол скоса рабочих краев экрана принимается в пределах 3-бо . Орган перемещения экрана может быть выполнен в виде термочувствительного элемента, предпочтительно с герметичной внутренней полостью. Это автоматически компенсирует температурные погрешности устройства и соответственно увеличивает точность измерения.

На фиг.1 представлена принци::иальная схема датчика перемещения, вид спереди; на фиг.2 — то же, вид сбо— ку; на фиг.3 — зависимость фазы выходного напряжения от перемещения экрана; на фиг.4 — возможный вариант конструкции устройства, вид спереди, на фиг.5 — то же, вид сбоку.

Дифференциально-трансформаторный датчик микроперемещения (фиг.1 и 2) включает катушки опроса 1, расположенные на П-образных ферритовых сердечниках 2, и катушки считывания

3, расположенные на сердечниках 4.

В воздушном зазоре между сердечниками 2 и 4 находится подвижный диамагнитный экран 5. Катушки опроса соединены параллельно и подключен ; к источнику переменного напряжения. Ка741978

50 тушки считывания соединены дифференциально и подключены к устройству регистрации. При перемещении экрана в направлении х фазовый сдвиг выходного напряжения с катушек считывания пропорционален перемещению экрана. В известных датчиках угол скоса рабочих краев экрана относительно осей катушек (угол g) равен нулю, -так как при этом достигается максимальное значение крутизны характеристики. Экспериментально установлено, что при углах скоса до 6 крутизна характеристики уменьшается незначительно. При d.Ф 0 перемещение экрана в направлении 3 равносильно перемещению в направлении Х, причем

Х= 94gd.. Таким образом, перемещая экран в направлении у, можно производить установку и плавное смещение рабочей точки датчика.

Из зависимости Q(g) фазового сдви- 20 га выходного напряжения датчика от перемещения упругого элемента, механически связанного с экраном, видно, что линейный участок характеристики составляет около 40 мкм при изменении фазы в пределах+45 . Диапазон перемещений такого порядка практически не влияет на жесткость клети, а диапазон изменения фазы позволяет преобразовать ее с высокой точностью в напряжение или двоичный код.

Экран 5 установлен в направляющих 6, смонтированных на верхней стороне упругого элемента 7, а на нижней его стороне укреплен блок 8 катушек 1 и 3 с ферритовыми сердечниками 2. Органом продольного перемещения экрана служит термочувствительный элемент 9, соединенный одним концом с экраном 5, а другим концом укрепленный на держателе 10. Угол 40 скоса краев экрана ввиду его незначительности на чертеже не показан.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемое усилие воздействует на упругий элемент, вследствие чего экран перемещается относительно основания упругого элемента с блоком .катушек пропорционально величине усилия. На выходе датчика фазовый сдвиг напряжения изменяется пропорционально перемещению экрана. При изменении температуры окружающей среды размеры упругого элемента изменяются и возникает аддитивная погрешность. Однако длина термочувствительного элемента при этом также изменяется, что приводит к перемещению экрана в направляющих, благодаря чему происходит компенсация погрешности, вызванной изменением размеров Щ месдозы.

В качестве органа перемещения экрана наиболее целесообразно использовать упругий элемент с герметичной полостью, например сильфон. Помимо 65 высокой надежности элементы позволяют также получить значительные перемещения при изменении температуры окружающей среды.

Если снабдить термочувствительный элемент микрометрическим винтом или обмоткой подогрева, то значительно упрощается регулировка устройства после его сборки.

Угол скоса следует выбирать в интервале 3-6 . Увеличение угла скоо са свыше 6 приводит сначала к значительному снижению крутизны характеристики датчика и затем к полному нарушению нормальной его работы.

Уменьшение угла скоса менее 3 нежелательно из-за резкого. повышения требований к точности изготовления деталей устройства и, как следствие, увеличения их стоимости. Кроме того, при этом необходимо испольэовать термочувствительный элемент со значительным диапазоном перемещений, что ухудшает точность компенсации температурной погрешности ввиду нелинейности характеристики этого элемента. Таким образом, исходя из условия удовлетворения принятым критериям, целесообразно выбирать угол скоса в указанном диапазоне.

Применение устройства позволяет отказаться от различных сложных способов коррекции температурной погрешности, включающих применение ненадежных в условиях прокатного производства электронных устройств, а также разного рода тарировочных кривых, снижающих оперативность управления режимом работы клети.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения усилия прокатки, включающее упругий элемент и датчик-преобразователь упругих перемещений, выполненный в виде индукционных катушек с размещенным в воздушном зазоре между катушками экраном, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем исключения температурных погрешностей, экран выполнен со скошенными относительно осей катушек рабочими кромками, установлен в направляющих, смонтированных на упругом элементе параллельно воздушному зазору, и снабжен органом перемещения.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что экран имеет угол скоса рабочих краев в пределах 3-6

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что орган перемещения экрана выполнен в виде термочувствительного элемен741978

Л-Л

Фи.г Л

Nu.ã. 2

®u. г.3

7 б 5 б

6 5 6

Фиг. <

Фи 2.5

Составитель A.Èàñëoâ

Редактор А.Маковская Техред N,Ïåòõî .

Корректор Н. Стец

Подписное

Заказ 3563/2 Тираж.986

ЦНИИПИ 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 та, предпочтительно с герметичной внутренней полостью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Электрические измерения неэлектрических величин. Под ред.

П.В.Новицкого. Л., "Энергия", 1975, с.475-476.