SU1597615A1 - Magnetoelastic dynamometer - Google Patents

Magnetoelastic dynamometer Download PDF

Info

Publication number
SU1597615A1
SU1597615A1 SU884603555A SU4603555A SU1597615A1 SU 1597615 A1 SU1597615 A1 SU 1597615A1 SU 884603555 A SU884603555 A SU 884603555A SU 4603555 A SU4603555 A SU 4603555A SU 1597615 A1 SU1597615 A1 SU 1597615A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
windings
magnetoelastic
signal
voltage
adder
Prior art date
Application number
SU884603555A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марк Иосифович Столбун
Original Assignee
Тюменский индустриальный институт им.Ленинского комсомола
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тюменский индустриальный институт им.Ленинского комсомола filed Critical Тюменский индустриальный институт им.Ленинского комсомола
Priority to SU884603555A priority Critical patent/SU1597615A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1597615A1 publication Critical patent/SU1597615A1/en

Links

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к силоизмерительной технике и позвол ет повысить точность измерени  магнитоупорного силоизмерительного устройства. Силоизмерительное устройство содержит два магнитоупругих преобразовател  1 и 11, намагничивающие обмотки которых соединены параллельно и подключены к блоку 7 питани . При действии измер емой силы F в измерительных обмотках 18 и 24 по вл ютс  напр жени  U2 и U1 соответственно. Напр жение U2 через измерительный выпр митель 2 и делитель 4 поступет на один из входов сумматора 5. В делителе 4 напр жение умножаетс  на величину, равную 0,5 K, где KъU1/U2. Напр жение через измерительный выпр митель 3 поступает на другой вход сумматора 5. В результате напр жение на выходе сумматора пропорционально измер емой силе, а его величина определ етс  из выражени  U = U1 - 0,4 KU2. 2 ил.The invention relates to load measuring technique and allows to improve the measurement accuracy of a magneto-resistant load measuring device. The force measuring device contains two magnetoelastic converters 1 and 11, the magnetizing windings of which are connected in parallel and connected to the power supply unit 7. Under the action of the measured force F in the measuring windings 18 and 24, the voltages U 2 and U 1 appear, respectively. The voltage U 2 through the measuring rectifier 2 and the divider 4 is fed to one of the inputs of the adder 5. In the divider 4, the voltage is multiplied by an amount equal to 0.5 K, where КъU 1 / U 2 . The voltage through the measuring rectifier 3 is fed to another input of the adder 5. As a result, the voltage at the output of the adder is proportional to the measured force, and its value is determined from the expression U = U 1 - 0.4 KU 2 . 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к силоиз- мерительной технике и может быть ис пользовано в приборах, предназначенных дл  автоматического взвешивани  железнодорожных вагонов, автомобилей , дл  автоматизации работы дозато ров и т,ПоThe invention relates to a load measuring technique and can be used in devices intended for the automatic weighing of railway cars, automobiles, to automate the work of dosers and t

Цель изобретени  повьпаение точности за счет уменьшени  погрешнос- ти от магнитного гистерезиса и твм пературывThe purpose of the invention is povapenie accuracy by reducing the error of magnetic hysteresis and TV t

На фиг„ 1федставлена электричес ка  схема магнитоупругого силоизмерительного устройства; на фиГв2 - магнитоупругие преобразователиоFig. 1 shows an electrical circuit diagram of a magnetoelastic force-measuring device; on figv2 - magnetoelastic converters

Магнитоупругоё силоизмерительное устройство (фиГоО содержит два магнитоупругих преобразовател  1 и 1, измерительные выпр мители 2 и 3, делитель 4 напр жени , суммат ор 5, цифровой измерительный прибор 6 и блок 7 питани ,The magnetoelastic force-measuring device (figOO contains two magnetoelastic transducers 1 and 1, measuring rectifiers 2 and 3, voltage divider 4, summator 5, digital measuring device 6 and power supply unit 7,

Магнитоупругие преобразователи (фиГв2) имеют воспринимающий измер емую силу F сердечник 8 в виде пакета пластин из магнитострикционного материала, в котором сделано восемь сквозных отверстий 9-16 дл  обмо ток двух магнитоупругих преобразова- телейоMagnetoelastic transducers (FGV2) have a core 8 that can measure the measured force F in the form of a plate pack of magnetostrictive material, in which eight through holes 9–16 are made for winding two magnetoelastic transducers

Преобразователь 1, расположенный в верхней части сердечника 8, имеет намагничивающую обмотку 17 в отверсти х 9 и 12,, сигнальную обмотку 18 в отверсти х 10 и 11 и четыре дополнительные обмотки 19 - 22, располо- же1П1ые в упом нутых вьше четырех отверсти х сердечника Преобразователь 1о1, ра:сположенный в нижней части сердечника, имеет- только две обмотки: намагничиваг цую 23 в отверсти х 13 и 16 и сигнальную 24 в отверсти х 14 и 15,The converter 1, located in the upper part of the core 8, has a magnetizing winding 17 in openings 9 and 12, a signal winding 18 in openings 10 and 11 and four additional windings 19-22, located in one of the above four holes of the core The converter 1о1, pa: located in the lower part of the core, has only two windings: a magnetizer 23 in the holes 13 and 16 and a signal 24 in the holes 14 and 15,

Намагнищ1ваюпдае обмотки 17 и 23 под Ш1оче1Ш к блоку 7 питани . Сигнална  обмотка 18 соединена с входо.м измерительного выпр мител  2, а втора  сигнальна  обмотка 24 - с входом измерительного выпp  mтeл . 3, Выходы выпр мителей, один через делитель 4 напр жени , другой непосредственно , соединены с .сумматором 5, ре лиз пощим функцию вычитани , а выход сумматора подключен к входу цифрового измерительного при- бора 6о Обмотки 19 и 20, плоскости которых параллельны включены последовательно и согласно и замкнуты наThe magnetizing windings 17 and 23 under W1CW to block 7 power. The signal winding 18 is connected to the input of the measuring rectifier 2, and the second signal winding 24 is connected to the input of the measuring rectifier. 3, The rectifier outputs, one through a voltage divider 4, the other directly, are connected to an accumulator 5, realizing the subtraction function, and the output of the adder is connected to the input of a digital measuring device 6o. and according to and closed on

д d

5 five

0 0

5 о 5 o

лп lp

5 0 50

5five

5five

154154

коротко. Аналогично включены обмотки 2 и 22,short. Similarly, windings 2 and 22 are included,

Принцип действи  магнитоупругих преобразователей заключаетс  в следующем,The principle of operation of magnetoelastic transducers is as follows.

Протекаю1цие по намагничивающим обмоткам 17 и 23 переменные токи создают магнитные потоки, замыкающиес  вокруг отверстий, в которых эти обмотки расположены. При измер емой силе F О и при отсутствии анизотропии магнитных свойств сердечника во взаимно перпендикул рных направлени х магнитные потоки не сцеплены с сигнальными обмотками 18 и 24 и напр -- жени  на зажимах последних равны нулю. Под действием гфиложенной к сердечни1су 8 измер емой силы F магнитные сопротивлени  вертикальных проходов в сердечнике между отверсти ми дл  обмоток увеличиваютс , маг- нитный поток перераспредел етс  в плоскости пластины и часть его сцепл етс  с сигнальной обмоткой. На з.а- жимах сигнальных обмоток 18 и 24 возникают напр жени , завис  ще отFlowing through the magnetizing windings 17 and 23, the alternating currents create magnetic currents, closing around the holes in which these windings are located. With a measured force F 0 and in the absence of anisotropy of the magnetic properties of the core in mutually perpendicular directions, the magnetic fluxes are not coupled with the signal windings 18 and 24 and the voltage at the terminals of the latter is zero. Under the action of the measured force F, applied to the core 8, the magnetic resistances of the vertical passages in the core between the winding holes increase, the magnetic flux is redistributed in the plane of the plate and a part of it is coupled to the signal winding. Voltages on the signal windings 18 and 24 produce voltages depending on

СШ1Ы FOSSh1y fo

Намагничившощие обмотки 17 и 23 имеют равное число витков, Кажда  из дополнительных обмоток занимает не более 20% площади отверсти  дл  обмоток. При этом дополнительными об- MOTkai-flu в магнитную цепь верхнего преобразовател  вноситс  магнитное сопротивление, превьш1а ощее в 2-3 раза то, которое имеет зта цепь при разомк гутых дополнительных обмотках.The magnetizing windings 17 and 23 have an equal number of turns. Each of the additional windings occupies no more than 20% of the area of the winding hole. At the same time, additional resistance is introduced into the magnetic circuit of the upper converter, and magnetic resistance is introduced, exceeding 2-3 times that which this circuit has when opening additional windings.

Магнитна  цепь магнитоупругого преобразовател  нелинейна  и имеет мостовую структуру с чувствительными элемента и в виде участков магни- топровода, образующих плечи моста. По мере роста нелинейности такой цепи погрещность преобразовател  уменьшаетс ,The magnetic circuit of the magnetoelastic transducer is non-linear and has a bridge structure with sensitive elements and in the form of sections of the magnetic conductor forming the shoulders of the bridge. As the non-linearity of such a circuit grows, the inverter’s error decreases,

В сердечнике из электротехнической стали при магнитной индукции между отверсти ми дл  намагничивакщей об- МОТ1Ш, равной 1,5 Тл или несколько вьше, замыкание накоротко дополнительных обмоток линеариз: JT магнитную цепь и увеличивает относительную погрешность магнитоупругого преобразовател  приблизительно в дваIn the core of electrical steel with a magnetic induction between the holes for the magnetizing MOT1SH, equal to 1.5 T or more, short circuit of the additional windings linearis: JT magnetic circuit and increases the relative error of the magnetoelastic transducer by approximately two

.раза,.raza,

Это используетс  в магнитоупругом силоизмерительном устройстве, вIt is used in a magnetoelastic force-measuring device, in

. основу которого положено наличие. the basis of which is supposed to be

5five

двух ма-гнитоупругих преобразователей с общим сердечником, один из которых имеет линейную магнитную цепь, а второй - нелинейную,two magnetic-elastic converters with a common core, one of which has a linear magnetic circuit, and the second is non-linear,

Силоизмерительное устройство реализует вычисление выходной величины и из следующего уравнени :The load device implements the calculation of the output value and of the following equation:

и и - 0,5 Ки.and and - 0.5 Ki.

(1) to(1) to

де U:| - выходное напр жение магнито- упругого преобразовател  без дополнительных обмоток (напр жение обмотки 24)de u: | - output voltage of the magneto-elastic converter without additional windings (voltage of the winding 24)

Uj - выходное напр жение магнито упругого преобразовател  с дополнительными обмотками (напр жение 8); К - найденное при градуировке 20 среднее отношение U к 11 в диапазоне или в заданной части диапазона измерени . осколькуUj is the output voltage of a magneto-elastic converter with additional windings (voltage 8); K is the average ratio of U to 11 found in graduation 20 in the range or in a predetermined part of the measurement range. since

2525

КTO

и 1 срUfand 1 WedUf

о - about -

иand

срwed

иand

(2)(2)

и ,и - средние значени  U,,U1с 2and, and - average values of U ,, U1с 2

в диапазоне или в за-  in the range or in

данной части диапазона 30 измерени , и и,- 0,5 К U2CiQ,5 и, .this part of the measurement range 30, and and, - 0.5 K U2CiQ, 5 and,.

при градуировке . at graduation.

и. и,and. and,

рабочем измеренииworking measurement

и,. и,г+, ;and,. and g +,;

Uj. Ujr+ Л ,.Uj. Ujr + l,.

(3)(3)

где Л и й„ абсолютные погрешности, where L and nd are the absolute errors,

содержарщес  при рабо- чем измерении в выход.- ных напр жени х U. и и соответственно.contained in the working measurement in the output. voltages U. and and, respectively.

Подставл   (3) в (1) получаютSubstituting (3) in (1) receive

и и,- 0,5 К Л,- 0,5 K/3i.and and, - 0.5 K L, - 0.5 K / 3i.

(4)(four)

Требуетс  показать, что разность абсолютных погрешностейIt is required to show that the difference in absolute errors

/3,- 0,5 К-л , вход ща  в (4), приблизительно равна / 3, - 0.5 Kl, entering into (4), is approximately equal to

а but

1597615615976156

нулю. Лп  этого указанную разность с учетом значени  коэффициента К из (2) преобразуют к видуto zero. Lp of this specified difference, taking into account the value of the coefficient K from (2), is converted to

toto

ss

0 0

5five

0 0

5five

00

5 five

00

5five

А dr 0,5 и, .And dr 0,5 and,.

Относительна  погрешность j/U преобразовател  с линеаризированной магнитной цепью (с дополнительными обмотками ), котора  вдвое больше относительной погрешности /U второго преобразовател , будучи умноженной на половину выходного напр жени  последнего, т.е. на 0,5 U, даст его же погрешность А , TaKiiM образомThe relative error j / U converter with a linearized magnetic circuit (with additional windings), which is twice the relative error / U of the second converter, being multiplied by half of the output voltage of the latter, i.e. 0.5 U, it will give the same error A, TaKiiM way

Л, 0,5 К -л аО,L, 0.5 K –l aO,

а выходна  величина U устройства в целом не зависит от погрешностей магнитоупругих преобразователей.and the output value U of the device as a whole does not depend on the errors of the magnetoelastic transducers.

Поэтому при рабочем измерении в выходной величине (4) не содержитс  погрешность блока магнитоупругих преобразователей 1, Точнее, погрешность , содержа1ца с  в выходной вели- чине, во много раз меньше по сравнению с л, или j.Therefore, when the working measurement in the output value (4) does not contain the error of the unit of magnetoelastic transducers 1, more precisely, the error contained in the output value is many times smaller compared to l, or j.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Измер ема  сила действует на сердечник 8 магнитоупругих преобразовате лей I и Ul, выходные напр жени  U и и которых с зажимов обмоток 24 и 18 соответственно поступают на входы выпр мителей 3 и 2а. Действующее на выходе тзыпр емител  2 напр жение и в делителе 4 умножаетс  на величину , равную - 0,5К, и поступает на вход сумматора 5, на другой .вход которого поступает напр жение U с выхода выпр мител  3, В сумматоре, в соответствие с формулой (1), из Uj вычитаетс  0,5 К Uj и напр жение U поступает на вход измерительного прибора 6, -С которого результаты измерени  считываютс  или в цифровом коде передаютс  в регистрирующие устройства .The measured force acts on the core 8 of the magnetoelastic transducers I and Ul, the output voltages U and and which from the terminals of the windings 24 and 18, respectively, are fed to the inputs of the rectifiers 3 and 2a. The voltage acting at the output of the voltage capacitor 2 and in the divider 4 is multiplied by an amount equal to -0.5K and is fed to the input of the adder 5, to the other input of which voltage U is fed from the output of the rectifier 3, In the adder, in accordance with by formula (1), Uj is subtracted from 0.5 K Uj and the voltage U is fed to the input of the measuring device 6, -C from which the measurement results are read or in a digital code are transmitted to the recording devices.

Формул а-из обр е тени Formula a-of shade

Магнитоупругое силоизмерительное устройство, содержащее расположенные друг над другом два магнитоупругих преобразовател , выполйенных в виде общего сердечника из пластинок электротехнической стали, взаимоперпендикул рные намагничивающие и сигнальA magnetoelastic force-measuring device containing two magnetoelastic transducers arranged one above the other, made in the form of a common core of electrical steel plates, mutually perpendicular magnetizing and signaling

Claims (1)

Формул а · и з обр е тенияClaim Магнитоупругое 'силоизмерительное устройство, содержащее расположенные 55 ДРУГ над другом два магнитоупругих преобразователя, выполйенных в виде общего сердечника из пластинок электротехнической стали, взаимоперпендикулярные намагничивающие и сигналь— ные обмотки каждого из преобразователей расположены в четырех сквозных отверстиях, оси которых перпендику лярны плоскостям пластин и расположены по четырем углам квадрата, диаго нали которого пересекаются с осью симметрии пластины и направлением действия измеряемой силы, измерительные выпрямители в цепях сигнальных эд обмоток, блок питалия намагничивающих обмоток, сумматор, к входам которого подключены цепи сигнальных обмоток и вторичный измерительный прибор, подключенный к выходу сумма- эд тора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения погрешности от маг- . нитного гистерезиса и температуры, . оно дополнительно снабжено делителем напряжения й четырьмя дополнительными обмотками, расположенными в четырех отверстиях вместе с намагничивающей и сигнальной обмотками одного из преобразователей, каждая из которых охватывает участок сердечника между двумя соседними отверстиями, причем расположенные в параллельных плоскостях дополнительные обмотки соединены между собой последовательно согласно и замкнуты накоротко,а. цепь сигнальной обмотки магнитоупругого преобразователя с дополнительными обмотками подключена к входу сумматора через ’делитель напряжения.Magnetoelastic force measuring device containing 55 OTHER FRIENDS on top of each other two magnetoelastic transducers made in the form of a common core from plates of electrical steel, the mutually perpendicular magnetizing and signal windings of each of the transducers are located in four through holes, the axes of which are perpendicular to the plane of the plates the four corners of a square whose diagonals intersect with the axis of symmetry of the plate and the direction of action of the measured force, the meter rectifiers in the circuits of the signal ed windings, the magnetization winding power supply unit, an adder, to the inputs of which are connected the signal winding circuits and a secondary measuring device connected to the output of the sum-editor, characterized in that, in order to increase accuracy by reducing the error from the mag -. filament hysteresis and temperature. it is additionally equipped with a voltage divider and four additional windings located in four holes together with the magnetizing and signal windings of one of the transducers, each of which covers a portion of the core between two adjacent holes, and additional windings located in parallel planes are interconnected sequentially and short-circuited ,but. the signal winding circuit of the magnetoelastic transducer with additional windings is connected to the adder input through a voltage divider.
SU884603555A 1988-11-09 1988-11-09 Magnetoelastic dynamometer SU1597615A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884603555A SU1597615A1 (en) 1988-11-09 1988-11-09 Magnetoelastic dynamometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884603555A SU1597615A1 (en) 1988-11-09 1988-11-09 Magnetoelastic dynamometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1597615A1 true SU1597615A1 (en) 1990-10-07

Family

ID=21408576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884603555A SU1597615A1 (en) 1988-11-09 1988-11-09 Magnetoelastic dynamometer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1597615A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2746040C1 (en) * 2020-08-13 2021-04-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" Device for testing magnetic force of pole elements of magnetic devices and instruments
RU2747475C1 (en) * 2020-06-19 2021-05-05 Акционерное общество "Рязанский завод металлокерамических приборов" (АО "РЗМКП") Device for measuring the power characteristics of permanent magnets

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Гуманюк М.Н, Магаитоупругие си- лоизмерители, - Киев: Техника, 1981, Св97, рис,33. За вка GB № 1593800, кп, G О L 1/12, 1981, *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2747475C1 (en) * 2020-06-19 2021-05-05 Акционерное общество "Рязанский завод металлокерамических приборов" (АО "РЗМКП") Device for measuring the power characteristics of permanent magnets
RU2746040C1 (en) * 2020-08-13 2021-04-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" Device for testing magnetic force of pole elements of magnetic devices and instruments

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0137347A1 (en) A detector circuit for current measurements
SU1597615A1 (en) Magnetoelastic dynamometer
JPS57199968A (en) Method and device for measuring magnetic field
US3745448A (en) Toroidal magnetoelastic transducer for measuring mechanical forces
SU985877A1 (en) Compensator for current transformer error
JPS6395363A (en) Current sensor and method of detecting current in conductor to be evaluated
NO133299B (en)
SU1488909A2 (en) Device for compensating errors of instrument current transformers
SU1377788A1 (en) Device for measuring losses in reversal of magnetization of magnetic materials
SU1303838A1 (en) Force scales compensator
SU1084628A1 (en) Device for measuring force
SU1242733A1 (en) Force instrument transducer
SU381875A1 (en) DEVICE FOR MEASURING SIGNALS OF PARAMETRIC CONVERTERS
SU1318810A1 (en) Magnetoanisotropic transducer of mechanical forces
SU1118938A1 (en) Device for measuring ohmic resistances of alternating current electric circuits
SU684343A2 (en) Transducer of mechanical effort into electric signal
WO1991004474A1 (en) Temperature compensation apparatus for torque measuring apparatus
SU427258A1 (en) DEVICE FOR MEASUREMENT OF ALTERNATIVE VARIABLE DIFFERENCE OF OVERLOAD PRESSURE
SU470763A1 (en) Device for measuring inductive complex resistances
SU551524A1 (en) Magnetoelastic pressure sensor
SU802819A1 (en) Magnetoelastic transformer-type transducer
SU1673890A1 (en) Autogenerating transducer
RU1832177C (en) Transformer-type displacement transducer
SU1322212A1 (en) Device for measuring errors of current transformers
SU901843A1 (en) Device for measuring temperature