SU1174790A1 - Магнитоэлектрический динамометр - Google Patents

Abstract

1. МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ даНАМОМЕТР,содержащий чув ствительный элемент на упругом подвесе, подвижную катушку силовой компенсации с двум  обмотками отрицательной жесткости , генератор импульсов, соединённый с ключом в цепи отрицательной жесткости, стабилизатор тока, неподвижную магнитную систему, первый модул тор, соединенный с катушкой силовой компенсации, датчик перемещени , подключенный к усилителю, о тличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовани , в него введены два переключател  и второй модул тор, подключенный к генератору импульсов и к управл ющему входу первого модул тора , а катушка силовой компенсации соединена через два переключател  с обмотками отрицательной жесткости i и подключена к выходу стабилизатора тока, причем, управл ющие входы пе (Л реключателей соединены с выходом второго модул тора, а управл ющий с: вход ключа в цепи отрицательной жесткости соединен с генератором импульсов.

Description

2. Динамометр по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью компенсации вли ни  веса подвижной системы, он снабжен двойньи переклй)чающим ключом,- а обмотки отрицательной жесткости соединены между собой последовательно через указанньй ключ , к управл ющему входу которого подключен генератор импульсов .

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике и может найти -лирокое применение дл  точных измерений усили , массы, плотности, веса различных тел в широком диапазоне . Цель изобретени  - повьшение точ нести преобразовани  и компенсаци  вли ни  веса подвижной системы. На фиг. 1 изображена конструкци  предлагаемого устройства, общий вид; на фиг,2 - структурна  схема устройства; на - временныедиаграммы по сн ющие работу устройства; на фиг.4 - двойной .дереклщчающий ключ. Устройство состоит нз катушки 1 .силовой компенрадин двух обмоток 2 отрицательной жёсткости (ООЖ), упругого подвеса 3, посто нного магнита 4, магкитопровода 5, емкостного датчика 6, имеющего н еподвйжный электрод 7, стабилизатор 8 тока, ключ 9 коммутации, модул тор 10, ключ 11 коммутации силовой катушки, импульсньй модул тор 12, усилитель 1з , ;: , ; ., , . . ;/; Измер емое усшше F воздействует (фиг.1) на чувствительный элемент динамометра - подвижную часть, содержащую на обще каркасе катушку 1 силовой комаенсаций с двум  ООЖ 2 по кра м. Йодвижйа  часть закреплена с основанием с помощью упругого подвеса 3. Кату йса 1 Силовой компенсации расположёна в рабочем зазоре магниуной системы с посто нным магни том 4 и магнитопроводом 5. G подвижной частью жесткЬ соединены пластина 6 емкостного датчика перемещени , неподвижный электрод 7 которого закреплен На магнитопройоде 5. Последовательно соединенные ООЖ 2 через переключак циес  ключи на транзисторах Tj, Т. и Т , Tj соединены последовательно с катушкой 1 силовой компенсации и подключены к стабилизатору 8 тока. Ключ 9. коммутации ООЖ управл етс  от модул тора 10, а к.шоч 11 (транзисторы Т и TJ) коммутации катушки силовой компенсации - выходным сигналом врем -импульсного модул тора 12, преобразующего выходное напр жение U;5 усилител  13 вовременной параметр . Модул тор 10 формирует симметричные импульсы и« управлени  ключом 9 и тактовые импульсы lijo управлени  врем -нмпульсным модул тором 12 (фиг.3). Последний.формирует импульсы и управлени  ключом 11 тока в катушке силовой компенсации, причем при номинальном входном усилии х .5 TO. В течение первого полупериода Ни 12 модул ции ключи 9 и 11, напри- .. мер, разомкнуты, а в течение второ го полупериода замкнуты. Тогда-в первом полупериоде на чувствительный элемент динамометра воздействует толь- ко измер емое усилие F; , а жесткость упругого подвеса определ етс  .только механической жесткостью Со. Под действием усили  FX упругий подвес 3 деформируетс  и подвижна  часть перемещаетс  на величину Х-,. Перемещение .Х,| преобразуетс  емкостным датчиком 6 в электрический сигнал U, Поступающий на вход разностного звена. Во втором полупериоде ключ 9 в течение 1(,/2, а. ключ 11 в течениetJ замкнуты, и на чувствительный элемент воздействует. ус1шие FX- F«, где. FK BoLoio т усилие : . цепи обратной св зи магнитоэлектрического Силового компенсатора с длиной витков LO катушки 1, расположенной в зазоре с индукцией BO. Резуль- , тирующа  жесткость упругого подвеса

Во

C(j-Ac, где д с LC IO-JT; величина отрицательной жесткости, создаваема  обмотками 2 с длиной витков Ц., током У.у при градие 1те агнитной

6о

(о индукции grad В

ширина

5: зазора).

Под действием усили  Fj( - Гц подвижна  часть перемещаетс  на расEa-r-k

Перемещение X.

сто ние Хг

-;- iiCMcneiuentic At

, Со - Ac4

преобразуетс  емкостным датчиком в злектрический сигнал U, который вычитаетс  с сигналом U.j , разность Ди U-t - и усиливаетс , преобразуетс  во временнойчпараметр ,

и ток IK IOT поступает в катушку 1 силового компенсатора, создава  усил1:е F,,- снижающее значение разности сигналовДU Щ - Uj до малых величин в автокомпенсационной след щей системе. При достаточно большом значении коэффициента преобразовани  системы с достаточной точностью можно считать fcи ;:: О, и уравнейие преобразовани  системы запишетс  в виде

1

-- (FX Си

Со - Ас

cj bJ

Со

S к Ix - То

Из выражени  измер емой силы видно , что она в -- 1О раз больше компенсирующего усили , пропорциональна временному параметру t;t /Тд,, легко преобразуемому в цифру, и не зависит ни от магнитной индукции, ни от тока

стабилизатора 1, Таким образом, в предлагаемом динамометре исключаютс  основные источники погрешности силового компенсатора, обусловленные нестабильностью магнитной индукции и

тока стабилизатора.

Переключением направлени  тока в ООЖ во втором полупериоде модул ции эффект отрицательный жесткости сводитс  к .нулю и создаетс  посто нное

усилие FO LglpBcp , где Вер- среднее значение магнитной индукции в области расположени  ООЖ. Посто нное усилие FO может быть осуществлено равным весу Р подвижной части и

компенсировать его, смеща  в ноль нагрузочную характеристику динамометра . Переключение направлени  тока в ООЖ легко осуществл етс  с помо1цью двойного переключающего ключа (фиг.4),

Фиг.д

Claims (2)

1. МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР,содержащий чувствительный элемент на упругом подвесе, подвижную катушку силовой компенсации . ' с двумя обмотками отрицательной жесткости, генератор импульсов, соединённый с ключом в цепи отрицательной жесткости, стабилизатор тока, неподвижную магнитную систему, первый модулятор, соединенный с катушкой силовой компенсации, датчик перемещения, подключенный к усилителю, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены два переключателя и второй модулятор, подключенный к генератору импульсов и к управляющему входу первого модулятора, а катушка силовой компенсации соединена через два переключателя с обмотками отрицательной жесткости и подключена к выходу стабилизатора тока, причем, управляющие входы переключателей соединены с выходом второго модулятора, а управляющий вход ключа в цепи отрицательной жесткости соединен с генератором импульсов.

SU(.„ 1174790

Фиг.1

2. Динамометр по π. 1, отличающийся тем, что, с целью компенсации влияния веса подвижной системы, он снабжен двойным переключающим ключом,, а обмотки отрицатель ной жесткости соединены между собой последовательно через указанный ключ , к управляющему входу ко торого подключен генератор импульсов'.

ί