Способ определения частоты собственных колебаний весов с магнитоэлектрическим уравновешиванием

 

Изобретение относится к весоизмерительному приборостроению и предназначено для использования при аттестации динамических характеристик весов с силовой компенсацией на базе магнитоэлектрических преобразователей. Целью изобретения является повышение точности определения значений степени затухания и частоты собственных колебаний подвижной части весов. При возбуждении подвижной части весов в катушку магнитоэлектрического преобразователя подают ток до полного затухания переходных процессов в механической части весов, затем прекращают подачу тока и формируют сигнал, пропорциональный квадрату выходного сигнала катушки магнитоэлектрического преобразователя, осуществляют интегрирование выходного сигнала катушки и квадрата этого сигнала до полного затухания переходных процессов в механической части весов, регистрируют промежуточный результат интегрирования квадрата первой полуволны сигнала катушки и вычисляют степень затухания и частоту собственных колебаний подвижной части. 2 ил. СО с

СОК)З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ss)s G 01 G 23/01

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4639038/10 (22) 19.12.88 (46) 15.04.91. Бюл, М 14 (75) Г.P.Круль (53) 531.781 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР . hL 1516798, кл. G 01 L 1/08, 1986.

Туричин А.M. и др, Электрические измерения неэлектрических величин. Л,; Энергия, 1975, с. 185 — 186. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ

СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ ВЕСОВ С

МАГНИТОЭЛ ЕКТРИЧЕ СКИМ УРАВ НОВЕШИВАНИЕМ (57) Изобретение относится к весоизмерительному приборостроению и предназначено для использования при аттестации динамических характеристик весов с силовой компенсацией на базе магнитоэлектрических преобразователей. Целью

Изобретение относится к высокоизмерительному приборостроению и предназначено для использования при аттестации динамических характеристик с силЬвой компенсацией на базе магнитоэлектрических преобразователей, Цель изобретения — повышение точности и расширение функциональных возможностей эа счет определения степени затухания частоты собственных колебаний подвижной части весов.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для осуществления способа; на фиг.2 — схема эквивалентной трансформации МЭП.

Устройство включает подвижную часть

1 (ПЧ) весов, катушку 2 и магнит 3 магнитоэлектрического преобразователя (МЭП), уп Ы 1642258 А1 изобретения является повышение точности определения значений степени затухания и частоты собственных колебаний подвижной части весов, При возбуждении подвижной части весов в катушку магнитоэлектрического преобразователя подают ток до полного затухания переходных процессов в механической части весов, затем прекращают подачу тока и формируют сигнал, пропорциональный квадрату выходного сигнала катушки магнитоэлектрического преобразователя, осуществляют интегрирование выходного сигнала катушки и квадрата этого сигнала до полного затухания переходных процессов в механической части весов, регистрируют промежуточный результат интегрирования квадрата первой полуволны сигнала катушки и вычисляют степень затухания и частоту собственных колебаний подвижной части. 2 ил, ругий элемент 4 подвески ПЧ, узел 5 балансировки весов, коммутатор 6, генератор 7 постоянного тока, схему 8 умножения (квадратор), аналогичные интеграторы 9 и 10, аналого-цифровые преобразователи 11 и

12, компаратор 13, вычислительное устройство 14, блок 15 управления.

Кроме того, устройство содержит катушку 16 МЭП, сопротивление 17, эквивалентное сопротивление 18 потерь, обуславливающих степень затухания ПЧ 1, ключ 19.

В основе теоретического содержания предлагаемого изобретения представление о степени затухания, как о показателе рассеивания энергии, запасаемой в механизме весов при подаче в катушку МЭП импульса така. При этом рассеиваемая мощность свя1642258 зана со скоростью движения ПЧ 1, со значением которой связано и значение напряжения на выходе катушки 20 (t), индуцируемое в катушке 2 при ее движении в магнитном поле в зазоре магнитной системы 3 МЭП. записываемое — Pop t

U(t)=U,е .в1п 3 -ф оът, где U< — амплитуда сигнала;

ot — круговая частота собственных колебаний ПЧ 1, йЪ= 2лЬ .

Сигнал, пропорциональный энергии сигнала U(t), описывается

t2 021 2 а = f(u(i)) а = — ф-„: x — 2Pau, ц 2 о (2

Хе ™ц (1 — е 1 (2)

Анализ выражения (2) показывает, что значение P может быть определено при регистрации значений интеграла квадрата сигнала в течение первой полуволны сигнала и конечного результата интегрироваЛ ниязи=0, \2 для первой

4 /т-Р полуволны, tt = 0 и t2= оодля конечного результата)

P =((р ) +1) r2 (3)

ln Р . где Р, Р» — результаты интегрирования соответственно первой полувопны и конечный.

При регистрации интеграла квадрата сигнала в конце первой полуволны Р> и в конце второй полуволны Р2 значение /3 вычисляется ф =((Р, Р„) +11 2 (4)

ln Р

Осуществив эквивалентное замещение имеющихся в составе весов демпферов демпфирующим качеством, создаваемым резистором 18 (фиг.2), дпя Р можно записать

К2

204 m Rt8 (5) где К вЂ” коэффициент преобразования МЭП;

m — суммарная масса, участвующая в колебательном процессе(дпя случая прямоходовой ПЧ 1).

При подаче в катушку 2 тока 1 ПЧ 1 смещается на величину (ключ 19 разомкнут)

x= (6) где W — жесткость пружин подвески катушки 2.

Потенциальная энергия, запасаемая при этом пружиной

5, Qn = — Wx

1 2

2 (7)

Рассеиваемая энергия определится соотношением (ключ 19 замкнут) »

1р Ор = J U (т)(э(t)dt=-р — f(U (%) alt, о

18 о (8) где t» — время интегрирования до полного затухания переходного процесса в механи15 ческой системе весов.

Для исключения иэ рассмотрения величин К, I, m, W с учетом, что U(t) = К, запишем

1 »

x = — (U (t) dt, (9)

20 а приняв во внимание, что cP, = W/m с учетом (6, 7, 8) преобразуем (5) к виду к

2Р f(U (t)j Ot

О гфРР (10) л(f u() dt)

Выделение полуволн анализируемого сигнала U(t) осуществляет компаратор 13, возведение в квадрат аналогового сигнала— аналоговый сигнал перемножитель (квадратор) 8. В момент прекращения подачи тока в катушку 2 блок 15 управления осуществляет обнуление интегратор 9 и 40. Вычисли35 тельное устройство 14 обеспечивает вычисление значения j3по(3), а затем и fo no (10), Алгоритм работы устройства заключается в следующем: включение коммутатора 6; выдержка интервала времени до затухания переходных процессов; выключение коммутатора 6 с одновременным обнулением интеграторов 9 и .10; интегрирование выходного сигнала катушки 2 до полного

45 затухания колебаний и интегрирование квадрата сигнала до окончания первой полуволны и до полного затухания колебаний; вычисление значений степени затухания Р и частоты собственных колебаний 1, подвиж5р ной части весов.

Формула изобретения

Способ определения частоты собственных колебаний весов с магнитоэлектрическим уравновешиванием, заключающийся в возбуждении подвижной части путем подачи тока в катушку магнитоэлектрического преобразователя с последующим анализом процесса ее движения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможно1642258 Ъг 7

Составитель В. Гурецкий

Редактор Ю. Середа Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор M,Ñàìáoðñêàÿ

Заказ 1138 Тираж 333 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 стей за счет определения степени затухания, подачу тока в катушку магнитоэлектрического преобразователя осуществляют до полного затухания переходных процессов в механической части весов, а анализ процесса движения подвижной части весов осуществляют по выходному напряжению катушки магнитозлектрического преобразователя, при этом формируют сигнал. пропорциональный квадрату этого напряжения, осущеСтвляют интегрирование выходного напряЖения и сформированного сигнала до полного затухания колебаний подвижной части весов с фиксацией результата интегрирования сигнала в момент окончания первой полуволны и вычисляют частоту f< собственных колебаний и степень затухания/3 по формулам

Р ((Л )2+1) — — 2

К

2ЯР, О лАк где Р— результат интегрирования квадрата напряжения в течении первой полуволны;

Рк — конечный результат интегрирования квадрата напряжения;

Ак — конечный результат интегрироваHMR напряжения