SU1157372A1 - Силоизмеритель - Google Patents

Abstract

СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬ, содержащий магнитопровод в виде полого цилиндра с удлиненными параллел; ьными отверсти ми , выполненными в его стенках под углом к образующей,-обмотки, размещеинью на стержн х между отверсти ми , основание, защемл ющие устройства, расположенные на концах цилиндра и силовоспринимающий рычаг, закрепленный на цилиндре симметрично относительно его концов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, в него введены упоры, контактирующие с торцами цилиндра и закрепленные на защемл ющих устройствах с возможностью перемещени  вдоль оси цилиндра , на концах которого выполнены пазы, а на защемл ющих устройствах выполнены выступы, при этом одно из защемл ющих устройств состоит из неподвижного цилиндрического гнезда и поворотной втулки с рычагом, сое (Л С диненным с основанием регулировочным винтом.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть исполь зовано в системах автоматического измерени  массы и усилий. Известно силоизмерительное устро ство, в котором в качестве чувствительного элемента использован полый цилиндр, изготовленный из ферро магнитного материала. Один торец цилиндра жестко зафиксирован на неподвижном основании, а к другому прикреплен радиально расположенный рычаг, к концу которого прилагают и мер емое усилие. На цилиндре распол жены две группы обмоток. Витки одно из них расположены по образующим и охватывают стенку цилиндра, эта обмотка  вл етс  намагничивающей. Витки второй охватывают весь цилинд и лежат в плоскости, перпендикул рной оси цилиндра. С этой обмотки сн i мают выходной сигнал 1. Недостатками данного устройства  вл ютс  относительно высокий уровень выходного сигнала при равенств нулю измер емого усили , малое приращение сигнала, больша  погрешност нелин ейности и температурна  по-, грешность, т.е. оно обеспечивает низкую точность измерени  усилий. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  торсионный датчик усили , содержавщй польш цилиндр, в стенках которо го выполнены удлиненные отверсти , расположенные под углом 45 к образующей цилиндра, параллельно друг другу и равномерно вдоль образующей . На стержн х, лежащих между отверсти ми, размещены обмотки. Концы цилиндра зафиксированы жестко на неподвижном основании защемл юцр{ми устройствами. Силовоспринимающ рычаг закреплен посередине цилиндра симметрично относительно его концов Обмотки, расположенные по обе стороны от силовоспринимающего рыча га, соединены последовательно в две группы, а выходные сигналы обеих групп - между собой встречно. При отсутствии измер емого усили т.е. при равенстве нулю крут щего момента, напр жени  на выходе двух групп обмоток близки по величине и при их встречном включении суммар ный выходной сигнал близок нулю. Пр значени х момента, отличных от нул  стержни, на которых расположены обмотки , испытьшают напр жени , причем по одну сторону от рычага это будут напр жени  сжати , а по другую раст жени . При этом суммарный выходной сигнал возрастает по мере увеличени  приложенного к рычагу усили  23. Однако известное устройство имеет низкую точность измерени  усилий, обусловленную большой погрешностью нелинейности, достигающей значений пор дка 5-6% и даже более. Цель изобретени  - повьщтение точности измерени  усилий. Поставленна  цель достигаетс  тем, что.в силоизмеритель, содержащий магнйтопровод в виде полого цилиндра с удлиненными параллельными отверсти ми, выполненными в его стенках под углом к образующей, обмотки, размещенные на стержн х между отверсти ми , основание, защемл ющие устройства , расположенные на концах цилиндра и Силовоспринимающий рычаг, закрепленный на цилиндре симметрично относительно его коНцрв, введены упоры, контактирующие с торцами цилиндра и закрепленные на защемл ющих устройствах с возможностью перемещени  вдоль оси цилиндра, на концах которого выполнены пазы, а на защеил ющих устройствах выполнены выступы, при этом одно из защемл ющих устройств состоит из неподвижного цилиндрического гнезда и поворотной втулки с рычагом, соединенным с основанием регулировочным винтом. Выполнение на концах цилиндра по образующим пазов, в которые вход т выступы, защемл ющих устройств, и выполнение одного из защемл ющих устройств в виде неподв1сжного цилиндрического гнезда и вход щей в него поворотной втулки позвол ет создать в цилиндрическом преобразователе крут щий момент при отсутствии измер емого усили  (). Соединение рычага поворотной втулки с основанием посредством регулировочного винта, направленного перпендикул рно радиусу цилиндра, позвол ет плавно измен ть величину воздействующего на цилиндр крут щего момента путем завинчивани  или вывинчивани  винта, а также фиксировать защемл ющее устройство при нужном значении крут щего момента. Этим обеспечиваетс  возможность получени  лин1ейной выходной характеристики по следующей причине. Созданный.посредством регулирово ного винта крут щий момент имеет знак, соответствующий сжатию стержней (промелсутков между окнами) цили рического магнитопровода, причем при. равенстве нулю измер емог-о усили  этот момент имеет по обе ст.орон от силовоспринимающего рычага одно иТО же значение, которому соответс вуют усили  предварительного сжати  стержней. При воздействии измер емого усили  Р на силовоспринимающий рычаг по вл етс  дополнительный крут щий момент, который по одну cTOpofiy от рычага имеет тот же знак, что и момент предварительного нагружени , а по другую - противоположный. В некоторых случа х и при наличии предварительного крут щего момента коэффициенты относительной нелинейности могут оказатьс  нескол ко отличными по величине. Это может быть вызвано неточностью изготовлен магнитопровода, некоторым различием в числе витков обмоток левой и прав части или различием в фактическом поведении ферромагнетика при упругих напр жени х, больших и меньших вели чины напр жени , обусловленной моментом предварительного нагружени  Дл  устранени  остаточной нелинейности торцы цилиндра прилегают к упорам, соединенным с защемл ющими устройствами резьбой, соосной с цилиндром . Это позвол ет, завинчива  один из ytiopoB (например, левый) и вывинчива  другой (правый), измен ть длину частей цилиндра, расположенных .справа и слева от силовоспринимающег рычага. При этом крут щий момент, воздействующий на более короткую часть магнитопровода, будет несколько больше,а на более длинную - меньш Угол закручивани  цилиндра в месте креплени  рычага один и тот же дл  правой и левой части, поскольку они.представл ют единое целое. Таким образом, выполнение в защемл ющих устройствах упоров, соединенных с защемл ющими устройствами резьбой, соосной с цилиндром, позвол ет плавно регулировать соотношение длин правой и левой частей цилиндра путем завинчивани  и вывинчивани  упоров и за счет этого про724 изводить компенсацию остаточной нелине1 1ности выходной характеристики преобразовател . На фиг. 1 показана конструкци  предлагаемого устройства, общий вид.( « - аксонометрическое изображение , 5 - сечение по продольной оси) на фиг. 2 - схемы соединени  обмоток ( а - дифференциально-трансформаторный вариант, 6 - дифференциальнодроссельный вариант). Устройство представл ет собой магнитоупругий преобразователь 1, изготовленный в виде полого цилиндра , в стенках которого профрезерованы удлиненные окна 2, расположенные под углом 45° к образукщей и равноМерно вдоль нее. Промежутки между окнами образуют стержни 3, на которые уложены обмотки 4. На концах цилиндра выполнены продольные .пазы 5. Концы цилиндра 1 вход т в защемл ющие устройства 6 и 7, причем выступы 8 защемл ющих устройств вход т в пазы цилиндра. Защемл ющее устройство 7 представл ет соб.ой неподвижное цилиндрическое гнездо 9, в которое входит поворотна  втулка 10 с рычагом 11. Оба защемл ющих устройства закреплены на общем основании 12. Рычаг 11 поворотной втулки 10 соединен с основанием 12 регулировочным винт том 13. В защемл ющие устройства 6 и 7 вход т на резьбе упоры 14, соосные с цилиндром преобразовател  1, завинчиваемые До соприкосновени  с торцами цилиндра.f Точно посередине цилиндра крепитс  силовоспринимающий рычаг 15 посредством шипов 16, вход щих в отверсти  17 цилиндра. Устройство работает следующим образом. Посредством завинчивани  регуировочного винта 13 создаетс  омент предварительного нагружени , оторый вызывает в стержн х 3 усили  редварительного нагружени  Р, одиаковые во всех стержн х, располоенных справа и слева от силовосприимающего рычага 15. Упоры 14 в заемл юцргх устройствах 6 и 7 при этда аход тс  в таком положении, что лины правой и левой части цили дра т силовоспринимающего рычага дл  ащемл ющего устройства равны.

Величина усили  предварительного сжати  стержней принимаетс  равной или на 20-30% превышающей усилие, соответствующее тому, которое, вызываетс  номинальным измер емым усилием.

Приложение к силовоспринимающему рьтагу 15 измер емого усили  Р вызывает увеличение крут щего момента на одной половине цилиндра, например правой, и уменьшение на другой. Соответственно измен ютс  и усили , воздействующие на стержни 3 - справ они увеличиваютс , а слева уъ еньшаютс , однако во всем диапазоне измер емых усилий сохран ют один и тот же знак, соответствующий сжатию стержней. Поскольку сигналы, снимаемые с обмоток 4, левой и прав . части магнитопровода взаимно вычитаютс , суммарньй сигнал оказываетс  пропорциональным измер емому усилию, при этом нелинейности сигналов обеих половин магнитопровода взаимно компенсируютс .

Если нелинейность выходной харйк-теристики , получаема  при этом, еще не достаточно мала, измен ют длины правой и левой части магнитопровода . Например, если нелинейность характеристики левой группы обмоток оказываетс  меньше, чем правой группы, упор 14 левого защемл ющего устройства 6 вывинчивают, а правого 7 завинчивают. При этом лева  часть магнитопровода становитс  короче, а права  длинее. После проверки линейности выходной характеристики путем нагружени  устройства усилием и получени  наилучшего результата положение упоров в защемл ющих устро ствах и регулировочного винта окончательно фиксируетс .

Предложенный силоизмеритель обладает более высокой точностью по сравнению с известными, достигаемой за счет уменьшени  погрещности нелинейности преобразовател  и сохранени  минимального значени  аддитивной составл ющей температурной погрешности . ,

Фи1.1

J //Л 0 .

Claims (1)

1. СИПОИЗМЕРИТЕПЬ, содержащий магнитопровод в виде полого цилиндра с удлиненными параллельными отверстиями, выполненными в его стенках под углом к образующей,⁴-обмотки, размещенные на стержнях между от верстиями, основание, защемляющие устройства, расположенные на концах цилиндра и силовоспринимающий рычаг, закрепленный на цилиндре симметрично относительно его концов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены упоры, контактирующие с торцами цилиндра и закрепленные на защемляющих устройствах с возможностью перемещения вдоль оси ци линдра, на концах которого выполнены пазы, а на защемляющих устройст вах выполнены выступы, при этом одно из защемляющих устройств состоит с из неподвижного цилиндрического гнез- — да и поворотной втулки с рычагом, соединенным с основанием регулировочным винтом. '

   I 1157372 2