SU1087783A1 - Цифровой компенсационный прибор дл измерени обобщенной механической силы - Google Patents

Abstract

ЦИФРОВОЙ КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОБОБЩЕННОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ СИЛЫ, содержащий магнитоэлектрический обратньй преобразователь с двум  обмотками и св занный с ним преобразователь неравновеси , усилитель, коммутатор, стабилизатор тока, счетчик и генератор, выход которого через преобразователь неравно веси  подключен к входу усилител , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  малых усилий за счет получени  раст нутого диапазона на начальном участке характеристики, в него введены преобразователь напр жение частота , преобразователь код - скважность , блок сравнени  и управл емьй переключатель на четыре направлени , а счетчик выполнен реверсивным, при этом его выход подключен через блок сравнени  к управл ющему входу переключател , а также через преобразователь код - скважность к одному входу коммутатора, выходы которого подключены соответственно к входам первого и второго направлений управл емого переключател , одни контакты которых подключены соответственно к концам одной обмотки магнитоэлектрического обратного преобразовател , концы другой обмотки которого подключены к одним контактам соответственно третьего и четвертого направлений управл емого переключател , другие контакты которых подключены к одним (Л контактам соответственно первого и второго направлений управл емого переключател , другие контакты которых подключены к одним контактам соответственно третьего и четвертого направлений управл емого переключао тел , входы которых подключены соот00 ветственно к другому входу коммута тора и к стабилизатору тока, причем один вход преобразовател  напр жение 00 частота подключен к усилителю, друсо гой - к генератору, а выходы - к входам счетчика.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к приборам дл  измерени  обобщенной механической силы, например, дл  измерени  массы монокристалла, выращиваемого по методу Чохральского. (Известен прибор дл  измерени  обобщенной механической силы, содержащий магнитоэлектрический обратный преобразователь с отдельными группами обмоток Г 1 , Недостатками этого устройства  вл ютс  низка  точность и нёвозможнос безударного переключени  диапазонов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  цифровой компенсационный прибор дл  измерени  обобщенной механической силы, содержащий магнитоэлектрически обратный преобразователь с двум  обмотками и св занный с ним преобразователь неравновеси , усилитель, коммутатор , стабилизатор тока, счетчик и генератор, выход которого через преобразователь неравновеси  подклю- чек к входу усилител С2. Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность измерени малых сил. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  малых усилий за счет получени  раст нутого диапазона на начальном участке хар актеристики. Указанна  цель достигаетс  тем, что в цифровой компенсационный прибо дл  измерени  обобщенной механической силы, содержащий магнитоэлектрический обратный преобразователь с двум  обмотками и св занный с ним преобразователь неравновеси , усилитель , коммутатор, стабилизатор тока, счетчик и генератор, выход которого через преобразователь неравновеси  подключен к входу усилител , введены преобразователь напр жение частота преобразователь код - скважность, блок сравнени  и управл емый переклю чатель на четыре направлени , а счет чик выполнен реверсивным, при этом его выход подключен через блок сравнени  к управл ющему входу переключател , а также через преобразователь код - скважность к одному входу коммутатора , выходы которого подключены соответственно к входам первого и второго направлений управл емого переключател , одни контакты которых подключены соответственно к концам одной обмотки магнитоэлектрического обратного преобразовател , концы другой обмотки которого подключены к .одним контактам соответственно третьего и четвертого направлений управл емого переключател ,другие контакты которого подключены к одним контактам соответственно первого и второго направлений управл емого переключател , другие контакты которых подключены к одним контактам соответственно третьего и четвертого направлений управл емого переключател , входы которых подключены соответственно к другому входу коммутатора и к стабилизатору тока, причем один вход преобразовател  напр жение г частота подключен к усилителю, другой - к генератору, а входы - к входам счетчика. На фиг.1 изображен схематически предлагаемый цифровой компенсационный прибор дл  измерени  обобщенной механической силы; на фиг.2 - график зависимости уравновешивающей силы PJ от кода на основном диапазоне; на фиг. 3 - график зависимости уравновещивающей силы Pj- от кода на раст нутом поддиапазоне. Цифровой компенсационный прибор дл  измерени  обобщенной механической силы содержит обратный магнитоэлектрический преобразователь I, нуль-индикатор 2, усилитель 3 рассогласовани , преобразователь напр жение - частота 4, счетчик-регистр 5, преобразователь код - скважность 6, мостовой коммутатор 7, стабилизатор 8 тока, реле переключател  9, опорный генератор 10, устройство 11 сравнени  заданного кода. При работе на основном диапазоне перва  секци  силовой катушки L магнитоэлектрического обратного пре- образовател  подключена к выходам мостового коммутатора 7, а втора  секци  L2 к выходу стабилизатора В тока и первому входу мостового коммутатора 7. Отклонение рычажной системы от положени  равновеси  вызывает сигнал, который через нульиндикатор 2, например, дифференциально-трансформаторного типа передаетс  на вход усилител  3 рассогласовани . Усиленный сигнал рассогласовани  поступает на фазочувствителькый преобразователь напр жение - частота 4, на одном из выходов которого по вл етс  импульсный сигнал, пропорциональный амплитуде входного о.г нала, при фазе рассогласовани  а на другом - при фазе рассогласо вани  4 180 . Накопленный в счетчике-регистре 5 код поступает на устройство 11 сравнени  заданного кода и преобразователь код - скважность 6, который управл ет мостовым коммутатором 7. При этом коммутатор преобразует посто нный ток стабилизатора 8 тока в двухпол рные импульсы тока с заданной скважностью через катушку Ъл. Посто нна  составл юща  сила, развиваема  катушкой 1.2, пропорциональна среднему значению тока, протекающего.через нее. В св зи с наличием двух секций в силовой катушке и дополнительной массы, конструктивно св занной с ней, сила, компенсирующа  измер емую величину ,  вл етс  суммой трех составл ющих (фиг.2). Перва  посто нна  состав л юща  Р создаетс  дополнительной массой, втора  дополнительной секцией Lyt через которую течет ток IQ, а треть  (Р|) - это сила, развиваема  катушкой L, котора  мен ет свой знак в регистре-счетчике при изменении кода от нул  до максимального значени . Так как при этом скважность управл кицих импульсов измен етс  от 1 до со , а ток через секцию L от +1 до Ifl то при коде, равном половине максимального значени , скважность равна 2, а среднее значение тока и, следовательно, сила, развиваема  секцией Lx|, равны 0. Этому эффекту соответствует точка К (фиг.2 и 3),в кото-J рой линии Р и Рд пересекают ось кодои . При этом пр ма  Р  вл етс  графиком функции сзгммарно щей силы от кода. При переходе измерени  на раст нутый поддиапазон с помощью реле переключател  9 секции силовой катушки подключены следующим образом: перва  секци  Ц соединена с первым входом мостового коммутатора и выходом стабилизатора fojca, а втора  - с выходами мостового koMMyTaTopa. Так как подключение выходов Начало и Конец у секцир| i и L мен етс  по отношению к выходам коммутатора, то на раст нутом поддиапазоне шкала получаетс  обратной. Как видно из графиков (фиг.2 и 3, дл  Р существует така  величина измер емого веса, что код этого веса на конечном учартке раст нутого поддиапазона совпадает с кодом того же веса на основном диапазоне. Наличие этой точки позвол ет произвести безударное переключение с раст нутого диапазона на основной при слежении за непрерывным увеличением веса растущего монокристалла. Устройство 11 сравнени  кодов может быть выпол нено известными способами на инверторах или полном сумматоре, при этом в качестве одного слагаемого подаетс  код, соответствующий точке перехода Кл {фиг.2 и 3), вторым слагаемым  вл етс  инвертированный код, поступающий со счетчика-регистра. При достижении кодом величины К на выходе устройства сравнени  по вл етс  сигнал, который используетс  дл  включени  самоблокирующегос  реле переключател  9. При этом происходит безударный переход с раст нутого диапазона на основной. Применение вприборе силовой катушки , выполненной из двух секций, позвол ет увеличить разрешак цзпо способность в п раз (п - соотношение витков секций LI и W5. При этом уменьшаетс  в и раз и составл юща  погрешности от токов утечки ключей мостового коммутатора. Кроме того, применение предлагаемого прибора позволит осуществл ть процесс выращивани  крупногабаритных монокристаллов , начина  со стадии затравливани  даже из-под сло  жидкого флюса что повысит выход годного материала, сократит простой оборудовани  и улуч-i шит производительность. Это обсто тельство позвол ет использовать предлагае1 а 1Й прибор в качестве датчика веса при выращивании кристаллов по методу Чохральского.

1

Л i

/

LZ

1

I

J

Г

У////////////////

Ъ

,J

VI

i дъ з

П

ТУ

f

//

/ ; -/

Фиг.1

Claims (1)

1. ЦИФРОВОЙ КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОБОБЩЕННОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ СИЛЫ, содержащий магнитоэлектрический обратный преобразователь с двумя обмотками и связанный с ним преобразователь неравновесия, усилитель, коммутатор, стабилизатор тока, счетчик и генератор, выход которого через преобразователь неравновесия подключен к входу усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения малых усилий за счет получения растянутого диапазона на начальном участке характеристики, в него введены преобразователь напряжение частота, преобразователь код - скважность, блок сравнения и управляемый переключатель на четыре направления а счетчик выполнен реверсивным, при этом его выход подключен через блок сравнения к управляющему входу переключателя, а также через преобразователь код - скважность к одному входу коммутатора, выходы которого подключены соответственно к входам первого и второго направлений управляемого переключателя, одни контакты которых подключены соответственно к концам одной обмотки магнитоэлектрического обратного преобразователя, концы другой обмотки которого подключены к одним контактам соответственно третьего и четвертого направлений управляемого переключателя, другие § контакты которых подключены к одним контактам соответственно первого и второго направлений управляемого переключателя, другие контакты которых подключены к одним контактам соответственно третьего и четвертого направлений управляемого переключателя, входы которых подключены соответственно к другому входу коммутатора и к стабилизатору тока, причем один вход преобразователя напряжение частота подключен к усилителю, другой - к генератору, а выходы - к входам счетчика.

   S и ,.„1087783 >

   I