SU918800A1

SU918800A1 - Device for measuring forces

Info

Publication number: SU918800A1
Application number: SU802982112A
Authority: SU
Inventors: Александр Александрович Штин; Сергей Борисович Машкович; Владимир Степанович Малышев; Георгий Александрович Тихонов
Original assignee: Ижевский механический институт
Priority date: 1980-09-16
Filing date: 1980-09-16
Publication date: 1982-04-07

Description

(Б) устройетво ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ(B) GAS MEASURING DEVICE

, . I -., I -.

Изобретение относитс к изме 7 рительной технике и может быть использовано дл измерени силы,да&ленн .This invention relates to a measurement technique and can be used to measure force, yes & lenn.

Известны магнитоупругие силоиз- : мерители, содержащие ферромагнитный сердечник с обмотками, источник питани и регистрирующий прибор 1.The magnetoelastic forces are known: gauges containing a ferromagnetic core with windings, a power source and a recording device 1.

Недостатками известных приборов вл етс узкий рабочий диапазом / измер емых усилий, так как испот зуемые в них ферромагнитные материалы имеют невысокий предел упругости, и малую чувствительность.The disadvantages of the known instruments are the narrow working range / measurable forces, since the ferromagnetic materials used in them have a low elastic limit and low sensitivity.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс устройство дл измерени усилий, содержащее генератор, подключенный к формирователю , а также последовательно соединенные магнитоупругий датчик, коммутатор, управл ющий вход которого подключен к выходу формиройател , и регистратор выходного сигнала 12.The closest in technical essence to the invention is a device for measuring forces, comprising a generator connected to a shaper, as well as series-connected magnetoelastic sensor, a switch whose control input is connected to the driver output, and an output signal recorder 12.

Благодар использованию высокочастотного премагничиаани чувствительность этого устройства выше. Одлако при этом увеличиваетс вли ние паразитных емкостей, нестабильности параметров перемагничивающего пол и других факторов, что приводит к увеличению пограиности прибора.Thanks to the use of high-frequency premagnichia, the sensitivity of this device is higher. However, the influence of parasitic capacitances, instability of the parameters of the reversing magnetic field, and other factors increase, which leads to an increase in the boundary of the device.

Цель изобретени - повьшение точности измерени .The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy.

10ten

Эта цель достигаетс тем, что в устройство введены последовательно соединенные дифференциальный усилитель и интегратор, причем один из входов дифференциального усилител This goal is achieved in that a serially connected differential amplifier and integrator are inserted into the device, one of the inputs of the differential amplifier

15 подключен к выходу генератора,, другой к выходу формировател , а аы-. ход интегратора соединен с входом датчика.15 is connected to the output of the generator, the other to the output of the driver, and ay-. the integrator stroke is connected to the sensor input.

На фиг. 1 представлена блок-схема FIG. 1 is a block diagram.

28 устройства; на фиг. 2 - графики,по сн ющие его работу.28 devices; in fig. 2 - graphs that show his work.

Устройство содержит генератор 1 пр моугольных импульсов, формирова- The device contains a generator of 1 rectangular pulses that form

3939

тель 2, дифференциальный усилитель интегратор k, магнитоупругий датчик 5, коммутатор 6 и регистратор 7 выходного сигнала. Элементы 1- представл ют собой источник питани дат чика 5.2, differential amplifier integrator k, magnetoelastic sensor 5, switch 6 and recorder 7 of the output signal. Elements 1- represent the power source of sensor 5.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Генератор 1 пр моугольных импульсов 1 вырабатывает напр жение U (фиг.2), которое поступает на вход формировател 2 и один из входов усилител 3. Формирователь 2 вырабатывает сигнал Un, поступающий далее на управл ющий вход коммутатора 6 и Другой вход дифференциального усилител 3. Усилитель формирует сигнал IJj, который поступает на интегратор А. Выходной с 1гнал интегратора и создает ток в первичной обмотке датчика 5- Сердечник датчика перемагничиваетс , и во вторичной обмотке наводитс ЭДС, пропорциональна усилию, приложенному к сердечнику . Эта ЭДС через коммутатор 6 поступает на регистратор 7.Rectangular pulse generator 1 produces a voltage U (Fig. 2), which is fed to the input of shaper 2 and one of the inputs of amplifier 3. Shaper 2 produces a signal Un, which goes further to the control input of switch 6 and Other input of differential amplifier 3. The amplifier generates a signal IJj, which is fed to integrator A. The output from 1 integrator's signal and generates a current in the primary winding of the sensor 5- The sensor core is re-magnetized, and an emf is induced in the secondary winding proportional to the force applied to the core . This EMF through the switch 6 is fed to the recorder 7.

Режим работы источника питани (элементы 1-4) выбираетс таким образом , что необратимое перемагничи-вание сердечника происходит на инте валах времени, в течение которых сигнал измен етс сравнительно медленно . На интервалах, соответствующих крутым фронтам сигнала U , сердечник перемагничиваетс путем обратимого вращени вектора намагниченности , а индуцируема ЭДС слабо зависит от измер емого усили . Поэтому, чтобы исключить вли ние ее на точность измерени , устройств снабжено коммутатором, который пропускает сигнал в регистратор 7 только тогда, когда скорость изменени тока в первичной обмотке датчика 5 сравнительно невелика, и во вторичной обмотке датчика от необратимых изменений намагниченности сердечника индуцируетс ЭДС.The mode of operation of the power source (elements 1-4) is chosen in such a way that the irreversible core re-magnetization occurs on time intervals during which the signal changes relatively slowly. At intervals corresponding to the steep fronts of the signal U, the core is re-magnetized by reversible rotation of the magnetization vector, and the induced emf weakly depends on the measured force. Therefore, in order to eliminate its influence on the measurement accuracy, devices are provided with a switch that passes the signal to recorder 7 only when the rate of current change in the primary winding of sensor 5 is relatively small, and in the secondary sensor winding from EMF induced irreversible changes in the magnetization of the core.

Предлагаемое изобретение в значительной мере уменьшает погрешности , вызванные нестабильностью перемегничивающего пол ,что вызвано как сравнительно низкой скоростью перемагничивани на рабочем участке, так и более высокой стабильностью выходного сигнала источника питани (элементы I-) по сравнению с источником синусоидального сигнала.The present invention significantly reduces errors caused by instability of the rebounding floor, which is caused both by a relatively low speed of magnetization reversal in the working section and by a higher stability of the output signal of the power supply (I- elements) compared to a sinusoidal signal source.

Кроме трго, выполнение- источника питани по схеме фиг.1 позвол ет значительно уменьшить скважность регистрируемой ЭДС по сравнению с источником синусоидального сигнала той же частоты (за счет того, что на нерабочем участке петли гистерезиса сердечника скорость перемагничивани возрастает). Уменьшение скважности сигнала позвол ет снизить динамические погрешности, то есть при той же точности регистрировать более быстропротекающие процессы.In addition to the TGO, the implementation of the power supply according to the scheme of Fig. 1 allows to significantly reduce the duty cycle of the recorded EMF compared to a sinusoidal source of the same frequency (due to the fact that the magnetization reversal rate increases in the non-working part of the core hysteresis loop). Reducing the signal's duty cycle allows one to reduce dynamic errors, i.e., with the same accuracy, to register more fast processes.

Claims

1. Electric measurements of non-electric quantities. Ed.

P.V. Novitsky. L., Energie, 1975, p. fig 13-20 a.

2. The patent of France No. 2275761, cl. G 01 L 1/12, publ.197b (prototype).

Vt

P