Устройство для измерения малых сил

 

Изобретение относится к динамометрической технике, а именно к автоматическим устройствам аналитического типа, применяемым для проведения физико-технических, термо-физических и термогравиметрических измерений. Цель изобретения - повышение точности. На грузоприемные площадки 16 и 17 в верхнем положении арретира 41 и его упоров 39 и 40 устанавливают исследуемый образец 18 и тарный груз 19, при этом после разарретирования угол отклонения коромысла 1 ΔY за счет подбора груза 19 устанавливают равным 0. Небольшие отклонения угла ΔY от нуля уравновешивают путем ввода тока J<SB POS="POST">0</SB> от блока 36 установки нуля. Подъемом /опусканием/ гаек 7 и 8 добиваются положения безразличного равновесия коромысла 1, при котором показания АЦП 38 в любом положении выключателя 45 неизменны. После проверки точек начального равновесия включают устройство 44 физического воздействия, создающее электромагнитную силу F<SB POS="POST">X</SB>, под действием которой коромысло 1 наклоняется и преобразователь 4 некомпенсации вырабатывает электрический сигнал ΔU<SB POS="POST">в</SB>х, который после усиления усилителем 30 поступает в обмотки 22 катушек 21 обратных преобразователей 20. В обмотках 22 создается электромагнитная сила, действующая на разнополярные магниты 25 и 26, связанные с грузоприемными подвесками 12 и 13 и расположенные таким образом, чтобы средние точки этих магнитов находились в плоскостях торцов 27 и 28 катушек 21. При этом обратные преобразователи 20 расположены выше опорной 2 и концевых 11 призм. В случае измерения повышенных значений F<SB POS="POST">X</SB> используют блок ступенчатого уравновешивания, связанный с обмотками 23 катушек 21. Обмотки 24 катушек 21 связаны с блоком 36 установки нуля. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУ БЛИН (191 (И) (50 4 С 01 С 7/04 23/36

) з1 i.>l.ю.. i ° b.Ë С .!.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4334337/24-!О (22) 30.11.87 (46) 30.06.89. Вюл. У 24 (71) Ленинградский завод "Госметр" (72) А.Я. 111енфельд (53) 681 .267(088 .8) (56) Авторское свweтельство СССР

Р 614334, кл. G 01 G 23/36, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1137324, кл. G Ol С 7/04, 1985.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛ11Х

СИЛ (57) Изобретение относится к динамометрической технике, а именно к автоматическим устройствам аналитического типа, применяемым для проведения физико-технических, термофиэических и термогравиметрических измерений, Цель изобретения — повьппение точности.

С: 1

4ь сО

Ю

3фЬ сО

1 490498

ЗР

На грузоприемныв площадки 16 и 17 в верхнем положении арретира 41 и его упоров 39 и 40 устанавливают исследуемый образец 18 и тарный груз 1 9, при этом после раэарретирования угол отклонения коромысла 1 4 за счет поде бора груза 1 9 устанавливают равным О.

Небольшие отклонения угла Л сР от нуля уравновешивают путем ввода тока I от блока 36 установки нуля. Подъемом (опусканием) гаек 7 и 8 добиваются положения безразличного равновесия коромысла 1, при котором показания

АЦП 38 в любом положении выключа- l S теля 45 неизменны. После проверки точек начального равновесия включают устройство 44 физического ноздеиствия, создающее электромагнитную силу F, под действием которой ко- 2р ромысло l наклоняется и преобраэоИзобретение относится к динамометрической технике, а женно к автоматическим устройствам аналитического типа, применяемым для проведения физико-технических,термофизическихи и термогравиметрических измерений.

Цель изобретения — повышение точ— ности измерения малых сил.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит коромысло 1, установленное через опорную призму 2 на основании 3. Коромысло 1 снабжено 4р узлом рассогласования с преобразовав телем 4 некомпенсации и флажком 5.

Преобразователь 4 некомпенсации питается от генератора 6 высокой частоты. К коромыслу прикреплены гай- 4S ки 7 (" Точно" ) и 8 (пГрубо") регулятора чувствительности, балансиры

9, подпятники 10 и концевые призмы l l .

На концевых призмах 11 установле-, ны грузоприемные подвески 12 и 13, снабженные подпятниками 14, шарнирами 1 5 для грузоприемных площадок 1 6 и 17 соответственно для исследуемого образца 1 8 и тарного груза 1 9, а также двумя обратными преобразовате— лями 20, выполненными в виде двух катушек 2! с аксиально размещенными внутри тремя обмотками 22-24, и двух пар подвижных, цилиндрических, верватель 4 некомпе .сании вырабатывает электрический сигнал 4С ш, который после усиления усилителем 30 поступэет в обмотки 22 катушек 21 обратных преобразователей 20. В обмотках 22 создаетс я элек тромаг нитна я сила, де йствующая на разнополярные магниты 25 и 26, св язанные с грузоприемными подвесками 12 и 13 и расположенные та— ким образом, чтобы средние точки этих магнитов находились н плоскостях торцов 27 и 28 катушек 21. При этом обратные преобразователи 20 расположены выше опорной 2 и концевых 11 призм.

В случае измерения повышенных значений F > используют блок ступенчатого уравновешивания, связанный с обмотками 23 катушек 21. Обмотки 24 катушек 21 связаны с блоком 36 устанонки нуля. 1 ил. тикально ориентированных постоянных магнитов 25 и 26, соединенных разноименными полюсами и закрепленных на грузоприемных подвесках 12 и 1 3 ннут— ри катушек 21 так, что н исходном лов ложении подвесок 12 и 13 средние точ— ки магнитов 25 и 26 находятся н плосостях торцов 27 и 28 катушек 21. При этом обратные преобразователи 20 рас— положены выше опорной 2 и концевых

11 призм (ныше ликии А,— А ).

Обмотки 22-24 подключены соотнетственно к выходу узла рассогласования

29 (через усилитель 30, балластный резистор 31, переключатель 32 диа— паэонов и шунтирующие резисторы 33 и

34), к выходу блока 35 ступенчатого уравновешивания и к выходу бло— ка 36 установки нуля, 4>ормируюшими токи I „,,Iз и I . Выход усилителя

30 с<> динен с опорным резистором 37, к которому подключен аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 38. Подпятники 10 и 14 взаимодействуют с вертикально перемещаемыми упорами

39 и 40 арретира 41 с ручкой 42 управления. Камера 43 с устройством

44 физического воздействия служит для нагрева исследуемого образна 18 или ввода другого физического возмущения. Выключатель 45 подключен в параллель к балластному резистору 31 . значений силы F x показания котороы падению няпряжегде R о„ вЂ” сопрорезистора 37, проединицах сил (или (1) (2) Х 1 К 2 М шх Кэ к

25

5 1

Устройство работает следующим образом. 1

На грузоприемные площадки 16 и;

17 в верхнем положении арретира 41 и его упоров 39 и 40 устанавливают ис— следуемый образец 18 и тарный груз

1 9. После разарретиров яния угол dip отклонения коромысла (за счет под— бора груза 19) устанавливают равным нулю, т.е. Л(ф = О. Небольшие отклонения угла 1(от нуля ураннонешивают путем ввода тока I от блока

36 установки нуля. Затем путем подьема (опускания) гаек 7 и 8 добиваются положения безразличного равновесия коромысла I . .Контроль этого по— ложения ведут путем съема и нало— жения исследуемого образца 18 с грузоприемной плошадки 16 и наблюдений показаний ALIII 38 в двух положе— ниях (Контроль и Работа ) выключателя 45. В положении безразлич— ного равновесия коромысла 1, при K0— тором гайки 7 и 8 находятся н нужном по высоте положении, показания АЦЛ

38 в любом положении выключателя 45 неизменны.

После проведения необходимых опе— раций на площадки 1б и 17 окончатель— но устанавливают образец 18 и тарный груз . 1 9, проверяют точки начального равновесия (Д = О, d L х = 0 и

I к = О), я зятем включают устройство

44 физического воздейс тн ия, создающее электромагнитную силу F . Под действием силы F коромысло наклох няется на угол hq, н результате чего преобразователь 4 некомпенсации вырабатывает электрический сигнал

ЛБ „(н виде компенсационного тока

I „), который после усиления усилителем 30 через выключатель 45, шунтируюший балластный резистор 31, переключ атель 32 дияпа зонов и шунтирующий резистор 33 (или 34) поступает н обмотки 22 катушек 21, которые создают электромагнитную силу, действующую на соединенные разноименными полюсами постоянные магниты 25 и

26. При этом за счет разнополярной установки магнитов 25 и 26 на грузоприемных подвесках 1 2 и 13 один из магнитов всегда подмагнич ивается током Iê а второй магнит Hnñòîëüêo же размагничивается, оставляя неизменным коэффициент обратного преобразования обратных преобразователей 20, повышая тем самым точность измерения

490498 силы Fx. Отсчет ведется по AHJI 38 го пропорциональн

HHR Б к = ? к Rgp тивление опорного градуированного в массы m„): где К1, К и К э — масштабные коэффициенты.

В случае измерения повышенных значений F „или mх, когда емкости шкалы АЦП 38 не хватает, используется блок 35 ступенчатого уравнове20 шивания, подающий ток Т, ступенчаст того вида, пропорциональный измеряемой силе F x или массе m х

Fx К2 Цк К4 ст

mх КзЦ + Кэ „, (4) где К и К вЂ” масштабные коэффициен4 5 ты;

I, — показания блока 35 ступенчатого уранновешива30 ния.

Градуиронку устройстна ведут с помощью тарного груза I 9, устанавлинаемого на грузоприемную площадку 16 (или l 7) . Выбор положения переключателя 32 диапазонов определяется велич инои F x (m к) формула изобретения

Устройство для измерения малых

40 сил, содержашее опорную призму, на которой установлено коромысло с концевыми призмами, грузоприемные подвески, связанные с концевыми призмами, узел рассогласования, связанный

45 с коромыслом, два обратных преобразователя в виде катушек с первыми обмотками, внутри которых расположены цилиндрические, вертикально ориентированные постоянные магниты, закрепленные на груэоприемных подвесках, и блок уравновешивания, вход которого подключен к выходу узла рассогласования, а выход — к первым обмоткам, о тл ич а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено блоком ступенчатого уравновешивания, блоком установки нуля, двумя дополнительными магнитами, идентичными первым и связанными с ними, и четырь1490498 8 ля соответственно, .при этом обратные преобразователи расположены выше опорной и концевых призм, а средние точки магнитов — в плоскостях торцов катушек. мя дополнительными обмотками, попарно размещенными на катушках аксиально первым обмоткам и подключенными к выходу блока -ступенчатого уравновеши5 вания и к выходу блока установки нуСоставитель Т. Ишкова

Техред Л. Олийнык

Корректор И. Муска

Редактор А. Ревин

Заказ 3741/46 Тирам 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.уюгород, ул. Гагарина,10!