Устройство для измерения усилий

ютчва " и ..: Ф 4а,1чма МЬЛ пц 552527

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 457901 (22) Заявлено 16.05.75 (21) 2134507/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.03.77. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 27.04.77 (51) М. Кл. G 01L 1/12

Государственный комитет

Совета Министров СССР по аелам изобретений и открытий (53) УДК 531.781(088.8) (72) Автор изобретения

В. ф. Могильчак (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ

Изобретение относится к силоизмерительной технике.

По основному авт. св. № 457901 известно устройство для измерения усилий, содержащее магнитоупругий преобразователь, измерительную схему, стабилизированный источник питания, инвертор и линейное масштабное звено, подключенное своим входом к выходу измерительной схемы, а выходом — к схеме сравнения стабилизированного источника питания, который подключен к магнитоупругому преобразователю через инвертор.

Характеристика преобразования прямой цепи, содержащей последовательно включенные магнитоупругий преобразователь усилий и измерительную схему не описывается с достаточной точностью дробно-рациональной функцией во всем диапазоне изменения измеряемого усилия, .u.a

1+ CQ где U, — выходное напряжение измерительной схемы; /и — амплитуда переменного напряжения питания магнитоупругого преобразователя;

Q — измеряемое усилие; а, С вЂ” постоянные коэффициенты.

Например, характеристика преобразования прямой цепи может быть линейной на начальном или конечном участке диапазона изменения измеряемого усилия Q, поэтому в

5 устройстве по авт. св. № 457901 не обеспечивается существенного уменьшения погрешности от нелинейности, так как на участке с линейной характеристикой преобразования прямой цепи в силу нелинейных свойств це10 пи параметрической обратной связи происходит увеличение погрешности от нелинейности.

Это существенно ограничивает использование известного устройства для измерения усилий и снижает точность измерения.

15 Цель изобретения — повышение точности устройства для измерения усилий.

Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введен ограничитель уровня, соединенный своим входом с выходом линейного

20 масштабного звена, а выходом — с входом схемы сравнения стабилизированного источника питания.

Введение ограничителя уровня позволяет производить коррекцию нелинейности харак25 теристики преобразования прямой цепи на требуемом участке диапазона изменения измеряемого усилия и уменьшить нелинейность характеристики, обусловленную цепью параметрической обратной связи на участке с ли552527 нейной характеристикой преобразования прямой цепи, что повышает точность измерения усилий на всем диапазоне изменения измеряемых усилий.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства для измерения усилий.

Устройство для измерения усилий содержит стабилизированный источник питания 1, соединенный выходом через инвертор 2 с магнитоупругим преобразователем усилий 3, выход которого подключен к измерительной схеме 4. К выходу измерительной схемы 4 подключены последовательно соединенные линейное масштабное звено 5 и ограничитель уровня б, а выход ограничителя уровня через схему суммирования 7 соединен со схемой сравнения 8 стабилизированного источника питания 1.

Стабилизированный источник питания 1 содержит источник опорного напряжения

Uo, подключенный к одному входу схемы сравнения 8, к другому входу которой подключен через схему суммирования 7 выход делителя обратной связи 9, вход которого соединен с выходом стабилизированного источника питания 1. Выход схемы сравнения 8 через усилитель 10 сигнала ошибки и регулирующий элемент 11 подключен к инвертору2.

Ограничитель уровня б представляет собой ограничитель напряжения по максимуму или минимуму в зависимости от участка линейности характеристики преобразования прямой цепи.

Устройство работает следующим образом.

При увеличении или уменьшении измеряемого усилия Q на диапазоне его изменения изменяется напряжение на выходе измерительной схемы 4, что приводит к соответствующему изменению напряжения на выходе линейного масштабного звена 5 и ограничителя напряжения 6, Выходное напряжение ограничителя уровня суммируется с напряжением обратной связи на выходе делителя напряжения 9 и поступает на один вход схемы сравнения 8, на другой вход которой действует опорное напряжение Uo. На выходе схемы сравнения 8 появляется сигнал ошиб5 ки, который после усиления усилителем сигнала ошибки 10 поступает на регулирующий элемент 10. Регулирующий элемент 11 изменяет выходное напряжение стабилизированного источника питания так, чтобы умень10 шить сигнал ошибки, поступающий со схемы сравнения 8. Изменение выходного напряжения стабилизированного источника питания 1 приводит к изменению выходного напряжения инвертора 2, питающего магнитоупругий

15 преобразователь усилий 3.

Так как чувствительность магнитоупругого преобразователя является линейной функцией его напряжения питания, то при изменении напряжения питания его чувствительность

20 также меняется, компенсируя, тем самым нелинейность характеристики. После того, как ограничитель уровня б войдет в зону ограничения своей характеристики, напряжение на входе схемы сравнения 8 перестанет изме25 няться и установится постоянная величина напряжения питания магнитоупругого преобразователя 3.

Введение ограничителя уровня позволяет уменьшить погрешности от нелинейности ха30 рактеристики преобразования на всем диапазоне изменения измеряемых усилий.

Формула изобретения

Устройство для измерения усилий по авт. з5 св. Хе 457901, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введен ограничитель уровня, подключенный входом к выходу линейного масштабного звена, а выходом к схеме сравнения стаби40 лизированного источника питания.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авт. св. Мю 457901, кл. G 011 1/12, 1975 (прототип) .