365 На фиг. I схематически изображен общий вид описываемого измерител нат жени , разрезанного по оси измерительного ролика с отброшенной опорой и корпусом, . здесь же штри.хпунктиром указаны положани рычагов при измерении нат жени гиб- к х материалов, а буквами f , Y ® « . , 1/1 IR , и Т соответЬтвенно обозначены углы поворота рычагов, изменение угла охвата материалом измерительного ролика, рав нодействую.ща сила и направление вектора нат жени материала. На фиг, 2 изображен вид сверху на измеритель нат жени с разрезанной; вдоль оси симметрии обмоткой с каркасом}|на фиг. о - принципиальна измерительна . 1« «i. , схема измерител нат жени . Измеритель нат жени содержит изме. рительный ролик 1, который через подтипНИКИ качени опираетс на ось 2, выполненную в виде круглого цилиндра из материала , обладающего магнитоупрутим эф- фектом,. закрепленную на опоре 3, котора установлена на корпусе 4. На оси 2 посажены на подшипниках (на чертеже не указаны ) дваДвуплечих рычага S и 6, имеющие в нижней части грузовые утол.щени 7 и 8, смещающие и.х центры т жести TaiC что под действием сипы т жести ойи стрем5ггс зан ть вертикальное положение. Грузовое утопшение 8 рычага 6 выполнено в виде копира, профиль 9 которого в за висимости от угла f поворота повтор ет кривую третьего пор дка вида С.Ч+С,, . в..... + СзЧ/6 ,. где коэффициенты С ;2 С-- безразмерные коэффициенты и опре- дел ютс путём решени системы уравнени jftnpyroro изгиба материала. На рычаге 6 винтами 10 и 11 укреппен кожух 12 реохорда, состозйоцего из о&мотки 13 (фиг. 3) и подвижного контакта 14. Кожух 12 при помощи креплени 15 изолирован и закреплен на рычаге 5. Кверхним концам рычагов 5 и 6 йри помощи винтов 16 17 креп тс оси 18, 19, которые через подшипники качени (на чертеже на показаны) опираютс на пр&. жимвые ролики 20, 21. На ось 2 надета обмотка 22, котора о.хватывает ось 2 по диаметру. Грузовое утол.щение 8, закрепленный . на корпусе 4 магнитопровод 23 с обмот;кой 24 в совокупности представл ют со-„ бой компенсатор погрешности, вносимой в результат измерени неплотным прилегв аем жесткого материала 25 к измерительному ролику 1,
ранстве. 44 Обмотка 13 и подвижной контакт i4 совместно с резисторами 26, 27, 28 соединены между собой по схеме омического моста, питающа диагональ которого пог.ключена к источнику -U посто нного тока , а измерительна диагональ этого мос соединена с масштабным резистором 29. Обмотка 24 совместно с обмоткой ЗО пассивной индуктивности, имеюшей магни- опровод. 31 и сердечник 32 из ферромагнитного материала, резисторами 33, 34 соединена по схеме индуктивно-омического моста с кольцевым демодул тором дл получени посто нного тока, состо „ „g д, 35, 36, 37, 38, причем „итаюша диагональ этого моста подсоj , единена на источник и стабилизирован напр жени переменного тока, а и мерительна диагональ - на масштабный резистор 39. Резисторы 29, 39 соединены между собой последовательно так. Что напр жени посто нного тока, возникающие на НИ.Х, между собЛ вычитаютс , напр жение от опорного напр жени -U. в зн ающие на.включенном последОва ,„ резисторе 40, вычитаетс этой разницы. j последовательно соединенных резисторов 4О, 29, 39 соединены на вход электронного потенциометра 41, имеющего вал (на чертеже не показан) и дополнительный реохорд, состо щий из обмотки 42 и подвижного контакта 43. Обмотка 42 дополнительного реохорДа намотана таким образом, что в зави- симости. от угла у поворота ее сопротивление измен етс по закону 1/2 (SinV) Обмотка 42 и подвижной контакт 43 реохорда включены в измерительную днагональ индуктивно-омического моста, coi. сто щего из обмотки 22, котора преоб- разует приложенное к оси 2 усилие R (фиг. 1) в изменение индуктивности этой обмотки, обмотки 44 пассивной индуктивности , имеющей сердечник 45 резисторов 46, 47. Дл получени сигнала посто нного тока этот мост снабжен кольцевым демодул тором , состо щим из диодов 48, 49, 5О, 51, и его питающа диагональ подсоединена на источник- U стабилизиро ванного напр жени переменного тока. .Включенный в измерительную диагональ моста показывающий прибор 52 служит дл определени нат жени , приложенного к материалу 25 (фиг. 1), одпн конец которого не измен ет положение в простИзмерительный ролик 1, рычаги 5, 6, кожух 12 и подвижной контакт 14 реокорда , винты Ю, 11, 16, 17, крепление 15, оси 18, 19, а также прижиМные ролики 20, 21, в своей совокупности со-, ставл ют узеп измерени угла J охвата материалом 25 измерительного ролика 1. Измерительный ролик 1, ось 2, обмотка 22 и опора 3 в совокупности представ л ют собой узел измерени усили , приложенного к ролику 1, Выполнение измерительной части этого узла в виде оси 2, обмотки 22 и опоры 3 позвол ет получить полное значение R, приложенного к измерительному ролику 1 независимо от того, под каким углом к оси 2 оно приложено, Изменение индуктивного сопротивлени обмотки 22 под действием силы R возникает вследствие того, что законы изменени магнитньгк свойств материала оси 2 . в зависимости от сжати и р аст жени сильно отличаютс друг от друга. Измеритель нат жени работает следующим образом. Под действием сипы т нжести рычаги 5, 6 через оси 18, 19 и прижимные ролики 2О, 21 прижимаютс к материалу 25, благодар чему между ними образуетс угол С помоздью закрепленного на рычаге 6 кожуха 12с обмоткой 13 и закрепленного на рычаге 5 подвижного контакта 14 реохорда величина этого угла преобразуетс в электрическое сопротивление, что нарушает баланс омического Mocl-а, состо щего из резисторов 26, 27, 28 и на масштабном резисторе 29 возникает напр жение, пропо{ диональное углу ТГ 2. Если измер емый материал 25 обладает малой жесткостью, то его радиус кривизны меньше радиуса измерительного ролика 1 и он полностью охватывает ролик , поэтому не требуетс ,введение поправки в результат измерени нат51жени . Поскольку второй конец измер емого ма- териала 25 не измен ет своего положени в пространстве, то в этом случае рычаг 6, опираетс через прижимной ролик 21 на материал 25, занимает по- пожение, показанное на фиг. 1 штрихпунктиром , а электрос.хема компенсатора погрешности в этом положении наст- . роена на нуль. Если жесткость измер емого материапа 25 такова, что его радиус кривизны больше радиуса ролика 1, то вследствие сопротивлени материала 25 изгибу он неплотно прилегает к измерительному ролику 1, что вносит ошибку в результат измерени . Однако увеличение жесткости материала 25 приводит к его вертикальному перемещению в месте касани с установленным на рычаге 6 прижимным роликом 21 и рычаг 6 поворачиваетс на угол «f , Одновременно с помощью копира рычага 6 и индуктивно-омического моста с кольцевым демодул тором, составленным из обмотки 24, обмотки 30 пассивной индуктивности, резисторов 33, 34 и диодов 35, 36, 37, 38, угол Ч поворота рычага 6 преобразуетс на масштабном резисторе 39 в напр жение посто нного тока, пропорционального поправке ((ЧУ2, которую надо внести в результат измерени угла Y 2. Из напр жени , пропорционального величине У/2 на резисторе 29, вычитаютс напр жеш с резистора 39, пропорциональные величине (У( Ч)/2, и с резистора 4О, пропорциональные величине (Ajt-45 /2, Поэтому на вход электронного потенциометра 41 подаетс напр жение, пропорциональное вепичине у-Чо-Чо-с (ЧЯ/2. Элект ронный потенциометр 41 компенсирует эту сумму напр жений, и его вал, на котором имеетс дополнительный реохорд. повернетс на угол V , пропорциональный величине С -f- V f о Поскольку обмотка 42 выполнена таким образом, что в зависимости от угла ф поворота вала потенциометра 41, ее сопротивление измен етс по закону i/(2sinH)) , то величина сопротивлени между контактам обмотки и подвижным контактом 43 будет пропорциональна веши- ине.1/ zein - °-;°- . Сопротивле ше между обмоткой 42 « , подвижньгм контактом 43 подключено, как масштабное сопротивление в измерительную, диагональ индуктивно-омического моста с кольцевым демодул5ггором, составленного из обмотки 22, реактивное сопротивление которой зависит от величины усили R , приложенного к оси 2, обмотки 44 пассивной индуктивности, имеющей сердечник 45, резисторов 46, 47 и диодов 48, 49, 5О, 51, Поэтому на измерительной диагонали этого моста напр жение будет про- пропорционально величине нат жени . Т материала 25, которое равно R ,-, на подключенном в измерительную 76 гональ моста показывающего прибора 52 получаем истинное значение нат жени Т материала 25, независимо от того, под каким углом к измерительному ролику 3 приложены векторы этого йат жени . Компенсатор 41огрешности, Которым снабжен измеритель, позвол ет получить истинное значение величины приложенного к ролику 1 усили R , независимо от того, под каким углом оно приложено к ролику. Наличие угла охвата материалом измерительного ролика и компенсатора погрешности в определении угла охвата за счет неплотного прилегани жесткого Материала к измерительному ролику позвол ет существенно повысить точность измерени нат жени жестких материалов что приведет к уменьшению обрыва материала в процессе его изготоЬлени , мупа изобретени Измеритель нат жени обрабатываемого материала, содер «а,ший корпус, два при жимных и один измерительный ролики, установленные на оси, узел измерени уси- .ЛИЯ, измерительную схему и показьтаюши прибор, отличающийс тем, чт . с целью повышени точности измерени
12
2 84 нат жени жестких материалов, в него введен компенсатор погрешности, выполненный в виде двуплечи.х рычагов, посаженных на консольно прикрепленную к корпусу ось из магнитоупругого материала с размешенной на ней обмоткой, включенной в измерительную схему, при этом на одних плечах двуплечих.рычагов смонтированы прижимные ролики, а на других плечахгрузовые утолщени , ioiiHo из которых служит сердечником индуктивного преобразовател и выполнено в виде копира, внешний профиль которого образован кривой + третьего пор дка вида + , гд-ё tf.-i л поворота рычага в радианах,, а С безразмерные коэффициенты. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство ;СССР 6 183443, кл. G 01 U 5/06, 1964. 2.Патент ФРГ N9 2157188, кл. Q 01 Ь 5/04, 1975. а. Патент США NQ 37201ОО, кл. 73-144, 1975. 4. Бен ковский М. А. и Бровман М.Я., Применение тензометрии в прокатке, М., Металлурги , 1965, с. 79.