SU1084628A1 - Устройство дл измерени усили - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЯ, содержащее инвертор, измерительную схему с преобразрвателем усили , схему обработки сигнала с показывающимприбором, усилитель рассогласовани  с регулируемым элементом , вход которого подключен к (.;т |« ,х ,. гпх;«.и-глн 5 ЙЛKuтjt выходу схемы сравнени , к первому входу которой подключен источник опорного напр жени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  за счет исключени  погрешности от вли ни  сопротивлени  проводов, в него дополнительно введены избирательный преобразователь переменного напр жени  в посто нное и схема измерени  разности потенциалов, а схема обработки сигнала выполнена избирательной , причем второй вход схемы сравнени  подключен к выходу избирательного преобразовател  переменного напр жени  в посто нное, вход с 9 которого св зан с выходом схемы измерени  разности потенциалов, два (Л входа которой соединены с входами измерительной схемы.

Description

Изобретение относитс  к силоиэмерительной технике и может быть использовано при измерении усилий, давлений преимущественно магнитоупругими преобразовател ми (МУП) усилий.

Известны устройства измерени  усилий, содержащие стабилизированный источник напр жени  переменного тока,(ИП), МУП, измерительную схему с показывающим прибором и провода, которые соедин ют обмотки МУП с ИП и измерительной схемой ij

Однако комплексное сопротивление цепи намагничивающей обмотки МУП как правило выбираетс  в пределах от единиц до нескольких сотен Ом. Часто по услови м использовани  измерительного устройства приходитс  удал ть МУП от источника питани , что приводит к увеличению длины проводов. Из-за небольшой величины комплексного сопротивлени  цепи намагничивающей обмотки по мере увеличени  длины проводов становитс  все труднее выдерживать приемлемое (дл  заданной точности измерений) соотношение между комплексным сопротивлением проводов и сопротивлением намагничивающей обмотки МУП, при котором падени напр жени  на проводах было бы пренебрежимо малым по сравнению сиапр жением на концах намагничивающей обмотки МУП.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  усили , в котором частично может учитыватьс  и компенсироватьс  вли ние параметров питающих проводов на характеристику преобразовани  МУП, устройство содержит стабилизатор посто нного напр жени , преобразователь посто нного напр жени  в переменное (инвертор ) , магнитоанизотропный датчик усили  с обмоткой возбуждени  и дифференциальными выходными обмотками, измерительную схему, выпр мительный мост, к выходу которого подключен рзистор 2 .

Однако при изменении суммарного напр жени  выходных обмоток датчи- i ка и измерении усили  измен етс  выходное напр жение стабилизатора. Это приводит к изменению выходного напр жени  инвертора и напр жени  питани  обмотки возбуждени  датчика вновь привод щему суммарное напр жение выходных обмоток датчика к урювню, заданному резистором.

МУП, содержащий замкнутый ферромагнитный сердечник,  вл етс  нелинейной индуктивностью. Известно, что в цепи с нелинейной индуктивностью в зависимости от выходного сопротивлени  источника, когда оно

стремитс  к нулю или к бесконечности (источник напр жени  или тока), различают два характерных режима работы: заданной индукции и заданной напр женности магнитного пол  в сердечнике.

При заданной индукции в сердечнике напр жение на обмотке возбуждени  и индукци  измен ютс  по синусоидальному закону, а ток в обмотке и напр женность магнитного пол  несинусоидальны. При заданной напр женности магнитного пол  в сердечнике ток в обмотке возбуждени  и напр женность пол  синусоидальны, а индукци  и напр жение на обмотке - несинусоидальны. Поэтому при изменении внутреннего сопротивлени  источника за счет сопротивлени  проводов измен етс  форма кривой напр  жени  на обмотке возбуждени  и на выходной обмотке МУП. Среднее значение переменного нгшр жени  зависит от коэффициента формы кривой. Поэтому при применении в цепи отрицательной обратной св зи стабилизатора и в цепи обработки - выходного сигнала устройства выпр мители среднего значени  напр жени  вторичной обмотки реагируют на изменени  сопротивлени  проводов питани  МУП, внос  дополнительную погрешность в результате измерени , ухудша  его метрологические характеристики .

Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет исключени  погрешности от вли ни  сопротивлени  проводов. I - .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  усилий, содержащее инвертор, измерительную схему с преобразователем усили , схему обработки сигнала с пказывающим прибором, усилитель рассогласовани  с регулируемым элементом , вход которого подключен к выходу схемы сравнени , к первому входу которой подключен источник опорного напр жени , дополнительно введены избирательный преобразователь переменного напр жени  в посто нное и схема измерени  разности потенциалов , а схема обработки сигнала выполнена избирательной, причем второй вход схемы сравнени  подключен к выходу избирательного преобразовател  переменного напр жени  в посто нное, вход которого св зан с выходом схемы измерени  разности потенциалов, дв входа которой соединены с входами измерительной схем

На фиг.1 представлена блок-схема устройства измерений усилий; на фиг.2 - некоторые из возможных измерительных схем с дроссельными и трансформаторными МУП. Устройство содержит преобразователь посто нного напр жени  в переменное (инвертор 1), усилитель 2 рассогласовани  с регулируемым элементом , схему 3 сравнени , источник опорного напр жени , выпр митель 5 с усредн ющим фильтром, избирательный фильтр б, измерительную схему 7 с МУП, схему 8 обработки сигнала,, показывающий прибор 9,схему 10 измерени  разности потенциалов, три пары проводов 11-13. Измерительна  схема содержит входные 14 и 15 и вы ходные 16 и 17 клеммы. Блоки 5 и б образуют избирательный преобраза-г ватель переменного напр жени  в посто нное . Схема измерени  разности потенци алов, например, может быть .выполнен в виде дифференциального усилител  с входным сопротивлением , а схема обработки сигналов - в виде избирательного преобразовател  временного напр жени  в посто нное (по основной гармонике питающего напр жени ) ., Схема обработки, сигналов состоит из последовательно соединен ных блоков б и 5, причем выход блока б подключен к входу блока 5, а к выходу последнего подключен показывающий прибор. Вход блока б парой проводов 12 соединен с клеммами 16 и 17 измерительной схемы 7. Выход инвертора 1 парой проводов 11 св зан с клеммами 14 и 15 измерительной схемы 7, выходы кото . рой (16 и 17) св заны парой проводов 12 с входом схемы обработки сиг нала, выход которой подключен к по казывающему прибору 9, Выход схемы 3 сравнени  подключен к входу усилител  2 рассогласовани , выход которого подключен к входу инвертора 1 . К первому входу схемы 3 сравнени  подключен источник 4 опорного напр жени , а к второму входу - выход избирательного преобразовател  переменного напр жени  в посто нное вход которого соединен с выходом схемы 10 измерени  разности потенциалов , два входа которой парой прО водов 13 соединены с клеммами 14 и 15 измерительной схемы 7. Устройство работает следующим об разом. Инвертор 1 преобразует посто нное напр жение в переменное, которое по проводам 11 питани  подаетс  на входы 14 и 15 измерительной схемы 7. Разность потенциалов на клеммах 14 и 15 измер етс  схемой 10 из мерени  разности потенциалов, .причем с целью повышени  точности измерени  разности потенциалов входное сопротивление ее должно , чтобы уменьшить вли ние на результат измерени  конечного сопротивлени  проводов 13 и входного сопротивлени  измерительной схемы. После выделени  основной гармоники напр жени  питани  избирательным фильтром 6 ее выпр млени  и выделени  посто нной составл ющей блоком 5 выходное посто нное напр жение с выхода блока 5 подаетс  на схему 3 сравнени , где оно сравниваетс  с опорным напр жением . Разностный сигнал, усиленный в блоке 2, воздействует на инвертор 1 так, чтобы независимо от величины сопротивлени  проводов 11 амплитуда основной гармоники напр жени  измерительной схемы 7 на клеммах 14 и 15 была посто нной. Выходной сигнал схемы б обработки сигнала подаетс  на показывающий прибор 9. На фиг.2 а и 5 показаны схемы включени  несимметричного дроссельно МУП, на фиг.2 В и г т схемы включени  симметричных дрос.сельных МУП в мостовую схему (индексами + и обозначены МУП, воспринимающие одинаковые усили  противоположного знака). На фиг. показана схема включени  трансформаторных МУП, на фиг. 2 01 информативным параметром измерительной схемы 7  вл етс  амплитуда основной гармоникинамагничивающего тока МУП, поэтому дл  нормативного функционировани устройства и измерени  усили  необходимо , чтобы входное сопротивление схемы 8 обработки сигнала R - 0. В предлагаемом устройстве дл  измерени  усили  могут примен тьс  также и другие конструкции МУП, измерительна  схема включени  которых име-ет двухпроводную цепь подачи питающего напр жени . Исключение.вли ни  электрических параметров проводог питани  позвол ет при градуировке и метрологической поверке МУП после их изготовлени  и в услови х промышленной эксплуатации, когда МУП отнесен от измерительного устройства на произвольное рассто ние , считать характеристику преобразовател  независ щей от параметров проводов питани . Это свойство предлагаемой схемы включени  МУП не только повышает метрологические характеристики измерительного устройство по сравнению с известными, но и способствует решению проблемы взаимозамен емости МУП./7

/

yVy

/7

x7

/7

/

ж

//

Iff 7

иг.2

Claims (1)

1. ' УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЯ, содержащее инвертор, измерительную схему с преобразователем усилия, схему обработки сигнала с показывающимприбором, усилитель рассогласования с регулируемым элементом, вход которого подключен к

   Фи»!

   выходу схемы сравнения, к первому входу которой подключен источник опорного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет исключения погрешности от влияния сопротивления проводов, в него дополнительно введены избирательный преобразователь переменного напряжения в постоянное и схема измерения разности потенциалов, а схема обработки сигнала выполнена избирательной, причем второй вход схемы сравнения подключен к выходу избирательного преобразователя переменного напряжения в постоянное, вход которого связан с выходом схемы из- <g мерения разности потенциалов, два входа которой соединены с входами измерительной схемы.