SU528466A1 - Способ линеаризации характеристики магнитоупругих датчиков квадратного вида - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области измерительной техники.

Известен способ линеаризации выходных характеристик магиитоуиругих датчиков 1 путем введени  в магнитную цеиь воздушного зазора оиределенной -величины. В этом случае магнитное соиротивление цеии представл ет собой сумму Нелинейного сопротивлени  ферромагнитного участка и большого линейного сопротивлени  воздушного зазора. Линейность характеристики суш,ественно повышаетс , но -при этом резко снижаетс  чувствительность и увеличиваютс  другие составл юш ,ие погрешности измерени  датчика: температурна  погрешность, нестабильность параметров источников питани , магнитоупругий гистерезис и др.

Известен также способ линеаризации выходных характеристик датчика 2 путем сужени  рабочего диапазона, например, предварительным нагружением. Поскольку в данном случае используют только часть линейной характеристики, то относительна  величина погрешности от нелинейности уменьшаетс . Однако и в этом случае за счет сужени  рабочего диапазона пропорционально увеличиваютс  другие составл ющие погрешности.

Отмеченные недостатки частично устранены при коррекции выходных характеристик в процессе нагружени  датчика воздействием

на его магнитную систему путем изменени  одного из параметров тока намагничивани , а именно, повышени  частоты тока намагничивани  с последуюш.им выделением гармонической составл ющей -сигнала датчика 1. При этом значительное повышение линейности характеристики достигаетс  только при работе на первой гармонической составл ющей , на которую приходитс  60-80% мощности выходного сигнала, что также снижает чувствительность датчика. Кроме того, аппаратура , используема  дл  повышени  частоты тока и выделени  одной из гармонических составл ющих, значительно ус.пожн ет измерительную систему в целом и снижает ее надежность .

Дл  повышени  точности измерени  магнитоупругих датчиков за счет уменьшени  погрешности измерени , обусловленной нелинейностью выходной характеристики датчика, по предлагаемому способу линеаризацию характеристики магнитоупругих датчиков с квадратичной составл ющей того или иного знака, имеющей, например, вид

i i, (l+bP± qP),

где i - ток в обмотке датчика;

Claims (2)

1. ID - исходное значение тока при Р 0; b - коэффициент при линейном слагае30мом; Ч - коэффициент при квадратичном члене; Р - измер ема  нагрззка, осуществл ют путем воздействи , одновременно с началом нагружени  на магнитонровод датчика дополнительным магнитным нотоком , создаваемым подмагничивающим током , нзмен ющимс  по зависимости, обратной квадратичной характеристике магнитоунругого датчика, определ емой из соотношени  д 4(1 + 6дР±9дЯ), где БД Ь, ajqj Iq/. На фиг. 1 показана функциональна  схема аппаратурной реализации нредложенного способа; на фиг. 2-диаграмма изменени  тока намагничивани  в соответствии с измер емой нагрузкой; на фиг. 3, 4-графики линеаризации выходной характеристики магнитоунругого датчика. На фиг. 1 показаны магнитоупругий датчик I, содержаш,ий мапнитонровод 2 с основной 3 и дополнительной 4 обмотками, источник питани  5, регистрирующий прибор 6, узел коррекции 7. Практически величина нриращени  чувствительности с ростом нагрузки остаетс  неизменной (фиг. 2), вследствие чего характеристика датчика может быть описана, например , выражением вида i i,(l+bP±qP), где i - ток в обмотке датчика при неизменном напр л ении питани ; Io - исходное значение тока при Р 0; b - коэффициент -при линейном слагаемом , характеризуюпл,ий чувствительность датчика на начальном участке характеристики; q - коэффициент при квадратичном члене , хараКтеризующий темп изменени  чувствительности с ростом нагрузки; Р - измер ема  нагрузка. Ток i нри неизменной величине напр жени  питани  у эквивалентен проводимости. Нелинейность характеристики нри этом объ сн етс  замедлением или возрастанием темна изменени  проводимости. Созданием одновременно с началом нагружени  датчика в его магнитопроводе дополнительного магнитного потока током нодмагничивапи , определ емым из соотношени  (и-бдЯ р др), где и - значени  токов дополнительной обмотки, приведенные к основной обмотке по известным формулам пересчета; Ьд - коэффициент нри линейном слагаемом; ( 7д - коэффициент нри квадратичном слагаемом; нри соблюдении условий , а |д|, обеспечиваетс  пропорциональное приращение нроводимости у и нагрузки Р и тем самь м линеаризуетс  выходна  характеристика датчика. В качестве примера реализации нредложенного способа рассмотрим случай, когда характеристика магпитоупругого датчика 1 имеет вид i /о (1+ЬР- qP% что соответствует кривым 1 (фиг. 3 и 4). В этом случае дл  линеаризации данной характеристики с помощью узла коррекции 7 и обмотки 4, соответственно включенной с обмоткой 3, подмагничиванием током д, определ емым из соотношени  (1+ЬдЯ- дР) (см. фиг. 3, крива  2) необходимо, чтобы коэффициент , а . Кривые I и 2 суммируютс , т. е. происходит комненсаци  отставани  темпа изменени  тока i в соответствии с приращением нагрузки и на выходе 6 нолучаем линейную характеристику (фиг. 3, крива  3). Приведенные графики показывают, что техническое решение ио данному изобретению позвол ет новысить точность измерений магнитоунругими датчиками за счет повышени  степени линейности выходных характеристик; при этом данный способ и его аппаратурна  реализаци  не оказывают вли ни  на увеличение температурной, гистерезисной и других составл ющих погрешностей. Формула изобретени  Снособ линеаризации характеристики магнитоупругнх датчиков квадратичного вида нутем воздействи  на состо ние магнитной системы датчика в процессе нагружени , отличающийс  тем, что, с целью новыщени  точности измерени , нагружают датчик, при этом одновременно с началом нагружени  в магнитонроводе датчика нодмагничивающим током создают дополнительный магнитный поток, измен юшийс  ио зависимости, обратной квадратичной характеристики магнитоупругого датчика. Источники информации, прин тые во внимание нри экспертизе: 1.Авт. св. СССР 247567, кл. G OIL 1/12 1967.
2. 2.Авт. св. СССР 324520, кл. G OIL 1/12, 1969.

   О0,2 ,ff 0,8 РН 0,2 dl dp 9иг.2 0,4-S,6ff.8 a 9us.3 75 го p