Вискозиметр

Союз Советских

Социалистических

Республик >655932 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22} Заявлено 17.04.75 (21} 2125631/18-25 е прнсоединениеи заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05. 04. 79.Бюллетень №13

2 (51) М. Кл.

8 01 N 11/14 твсудврственный иомитет

СССР

as делам изобретений и открытий (53) УДК 532.137 (088. 8) Дата опубликования описания 08.04,79 (72) Автор изобретения

P. И. Мазо

Государственный научно-исследовательский институ т строительной керамики (71) Заявитель (54) ВИСКОЗИМКтр

Изобретение относится к области средств измерений крутящих моментов в механических узлах, приборах и аппаратах, а также для проведения различных физико-химических исследований, связан ных с измерением характеристик вязкости, поверхностного натяжения, сцепления жидкостей и гелей и т.д.

И звестен вискозим етр, конструкцией которого предусмотрено вращение цилиндра, погруженного в исследуемую жидкость, с помощью электродвигателя постоянного тока. Вал этого двигателя механически связан с тахогенератором, сигнал с которого после сравнения с опорным напряжением и усиления фазочувствительным усилителем поступает на обмотку управления реверсивного двиг ателя, который обеспечивает пер ем еш ен и е п одвижн ого контакта реостата, включенного в цепь якоря двигателя постоянного тока (1), При изменении противодействуюшего момента на валу электропривода, перемещающийся контакт реостата изменяет ток в цепи якоря таким образом, чтобы скорость вращения двигателя оставалась неизменной. Это постоянство скорости поддерживается за счет соответствующего изменения вращающего момента, о величине которого возможно судить по положению подвижного контакта реостата.

Недостатком известного вискозиметра является наличие трения в подшипниках, величину которого трудно учесть, что отрицательно сказывается на точности измерений. В данном вискозиметре используется коллекторный двигатель и механически с ним связанный тахогенератор, трение в подшипниках которых дополняется еше и трением коллектора о щетки.

Кроме того, известно, что в устройствах, содержащих электромеханические элементы, температурная зависимость последних существенно влияет на результат измерений.

Вместе с тем в известном устройстве,, кроме термостатирования исследуемой жидкости, никаких других мер, которые мог655932 ли бы снизить температурную зависимОсть измерительной::. системы не предусмотрено. Кроме того, зависимость величины вращающего момента электродвигателя от уровня питающего напряжения (момент Б пропорционален квадрату напряжения) также влияет на точность измерений и налагает Особые требования на качес гво .Стабилизации напряжения. H еобходимость B строгОй стабилизации напряжения существенно усложняет измерительную систему.

Ближайшим техническим решением является вискозиметр, содержащий ведущий и ведомый электродвигатели, валы котс- 15 рых жестко соединены с роторами электрически соединенных между собой седьси- нов, выходная цепь которых подключена к компенсацион 1ой измерительной схеме„, включающей усилитель реверсивнеяй элект > родвигатель ech Kotopopo связана с под. вижным контактом датчика перемещения и регистратором (2).

Принцип действия вискозиметра основан на фазовой компенсапии двух гинхронных генераторов механически связанных с роторами идентичных двигателей. Один из указанных электродвигателсй работает вхолостую, а вал другого нагружен противодействующим моментом, Вследствие не оди нак ового скольжения роторов дви r ателей, обусловленного неравенством моментов, приложенных к их валам, в измерительной цепи будет обнаруживаться напряжение небаланса. Фазовая составляющая

35 этого небаланса устраняется поворотом на соответствующий угол статора генератора микромашины, работающей вхолостую.

Величина угла поворота„при котором нас49 тупает баланс в измерительной цепи, косвенно характеризует измеряемую вязкость.

Включение в кинематическую схему редуктора с высоким передаточным отношением снижает точность измерений, что

45 является недостатком известного вискози метра.

Цель предлагаемого изобретения — повышение точности измерений.

Для этого датчик перемещения вискоИ зиметра соединен с обмоткой обращенного магнитоэлектрического преобразователя, ротор которого жестко связан со свободным концом вала ведомого эдектродвигателя.

Принцип действия вискозиметра основан на сравнении измеряемого момента с приложенным к валу ведомого двигателя магнитным моментом, создаваемым магнитоэлектрическим обращенным преобразователем. Таким образом, с помощью астатической системы измерений достигается непрерывное компенсационное преобразование приращений моментов в аналоговую электрическую ведичину и регистрация последней. В виду того, что сравнение противодействующих моментов производится на двух одинаковых двигателях, вращающихся с равными скоростями, то влияние трения в предлагаемой измерительной системе пренебрежимо мало.

На чертеже представлена схема предлагаемого вискозиметра.

Чувствительный элемент — ведущий электродвигатель 1, к валу которого прикладывается измеряемый момент, соединен с ведомым эдектродвигателем 2. При отсутствии измеряемого момента оба двигателя вращаются с одинаковой скоростью.

Каждый из валов двигателей механически связан» с роторами электрически соединенных между собой сельсинов 3 и 4, которые работают в режиме трансформаторного датчика угла поворота. Обмотка возбуждения одного из сельсинов соединена со входом электронного усилителя

5 блока 6 управления и регистрации. Выход усилителя соединен с обмоткой управ ления реверсивного двигателя 7, вал которого кинематически связан с подвижным элементом датчика 8 перемещения. Положение подвижного элемента датчика и связанного с ним отметчика однозначно определяется величиной измеряемого момента. Датчик перемещения соединен с обмоткой магнитоэлектрического преобразователя 8, ротор 1О которого жестко связан с валом ведомого двигателя 2.

Работает предлагаемый вискозиметр следующим образом.

Если к валу двигателя 1 не приложен противодействующий момент, то оба двигателя 1 и 2 вращаются с одинаковой . скоростью и на выходе сельсинной систе мы не возникает никакого напряжения рассогласования. В данном случае подвижной элемент датчика 8 перемещения будет находиться в начальном положении, вследствие чего с датчика не будет сниматься никакого напряжения,, а через обмотку обращенного магнитоэлектрического преобразователя не будет протекать никакого тока. В этих условиях преобразователь не будет создавать на валу двигателя 2 тормозящего момента.

В случае появления на валу двигатедя 1 противодействующего момента скорость врашения двигателя изменится и между командной и исполнительной осями сельсинов 3 и 4 возникнет рассогласование.

На вход алектронного усилителя Б пос- 5 тупит сигнальное напряжение сельсинной системы. После усиления алектронным усилителем 5 ато напряжение поступает на обмотку управления реверсивного двигателя 7, который начнет перемешать

16 кинематически связанный с его валом подвижной узел датчика 8. Снимаемое с датчика 8 напряжение создаст в обмотке обращенного магнитоалектрического преобразователя. ток вследствие чего на валу

1 двигателя 2 возникнет соответствующий противодействуюший магнитный момент.

В этих условиях скорость врашения двигателя 2 начнет снижаться. Такое уменьшение скорости вращения ведомого двига- 20 теля будет продолжаться до тех пор, пока магнитный момент, создаваемый обращенным преобразователем, не достигнет такой величины, при которой скорости двигателей 1 и 2 станут равнычи. В этом

25 случае рассогласование между командной и исполнительной осями сельсинов исчезнет, а сигнальное напряжение, поступающее на вход электронного усилителя, об36 ратится в нуль. Исчезновение сигнала приведет к остановке реверсивного двигателя и прекрашению дальнейше-.о пере мешения подвижного элемента датчика 8.

В этом состоянии равновесия подвижной элемент датчика займет определенное положение, строго соответствуюшее величине магнитного момента, создаваечого обращенным преобразователеч на валу ведомого двигателя 2. Установившееся равенство скоростей врашения двигателей

1 и 2 является результаточ того, что измеряемый момент на валу двигателя 1 равен магнитному моменту, приложенному к валу двигателя 2.

Магнитный момент, создаваемый маг- . нитоэлектрическич преобразователем, пропорционален току, протекающему через его обмотку. В этих условиях каждому аначению магнитного момента и равному ечу измеряемому моменту будет соответствовать вполне определенное положение подвижного элемента датчика 8 и связанного с ним отметчика блока 6 уцравления и регистрации. Таким образом, какие бы значения ни принимал измеряемый момент, обрашенный магнитоэлектрический преобразователь создаст на валу двигателя 2 равный ечу момент, а отметчик блока управления и регистрации будет следить за его изменениями„ и, следовательно, измерять и записывать искомую Beäè IBHv.

Предлагаемый внскозиметр обеспечивает непрерывную запись измеряемой величины и освобождает оператора от постоянного наблюдения за работой прибора и отсчета исходных данных.

Форчула изобретения

Вискозичетр, содержаший ведуший и ведомый электродвигатели. валы которых жестко соедипены с роторами электрически соединенных между собой сельсинов, выходная цепь которых подключена к компенсационнои изчерп-,елькой схеме, вк почаюшей $ ñèënreëü, реверсивный BJIeK7po двигатель, ось -оторого связана с подвижным контактом датчика перечешения и регистратором, о т и и ч а О и и и с я теч, что, с целью повышения точности измерений он снабжен обращенным магнитозлектрическим преобразователем, обмОтка кОторОго соединена с датчикОМ ИО речешения,а ротор жестко связан со свободным концом вала ведомого злектродвигателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 241096, кл. C 01 М 11/14„1868.

2. Авторское свидетельство СССР

No 252721. кл. Я 01 М 11/12, 1968, 655932

Составитель H. Плотнйкова

Редактор Б. Павлов .Техред 3. Фанта Корректор Е. Папп

Закав 1502l32 Тираж 1089 Подписное

UHHHFIH Государственного комитета СССР по делам иэобретеиий и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4