Устройство для измерения механических величин

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено25.01.77 (21)2446402ЛЕ 28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.05.785юллетеиь № 19 (45) Дата опубликования описания25.04.78

Союз Советских

Социалистических

Республик (l1) 6 08049

2 -"- -:-(5l) М. Кл, Q0l В 7/02

Государственный иомнтет

6оввта Министров СССР оо делам изооретений н открытий (53) УДК531.717 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. М. Тимофеев и Ю. В. Скачко

Московский институт электронного машиностроения,(7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

ВЕЛИЧИН

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения механических величин, например перемещений, усилий, давлений.

Известны устройства для измерения механических величин, выполненные с использованием струнных преобразователей которые, однако, весьма чувствительны к нестабильности напряжения питания,.временному дрейфу составных элементов преобразователя,,к изменениям температуры и х другим дестабилизирующим факторам (1).

Для обеспечения регулировки чувствя» тельности и начального уровня сигнала в таких устройствах используютса схемы коррекции, обеспечивающие регулирование постоянной составляющей тоха; протекающего через струны струнного преобразователя, а, следовательно, и начальной дефор» мании струн, в соответствии с требуемой величиной коррекции метрологических характеристик устройства.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для измерения механических величин, содержащее дифференциальный струнный преобразователь со схемой коррекции, включающей, источник смешения, регулируемые резисторы и дроссели, и измерительВ ную схему, выполненную в виде связанных со струнами преобразователя двух автогенераторов и подхлюченного к их выходам частотомера-периодомера f2j.

Однако схема коррекции известного уст1р ройства, содержащая две одинаково выполненные независимые цепи со своим источником смешения, хаждая из которых подхлючена параллельно соответствующей отру не дифференциального струнного преобразо тз вателя, не обеспечивает достаточно полную фильтрацию высокочастотных и низкочао-, тотных составцяюших тока сетевого истоъ ника питания, а также и источников смеще.ния, которые поступают на вход автогене

20 раторов. Неотфильтрованные составлакнцие напряжения, соизмеримые по величине с

ЭДС колеблющейся струны, являются ио.точником погрешности измерения устройств

Цель изобретения - повышение точности

И измерения, 608049

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве каждый автогенератор выполнен с мостовой цепью обратной связи, в одном иэ плечей которой включена соответствутошая струна преобразователя, дроссели подключены к диагонали мостовых цепей, а средние точки дросселей присоединены к источнику смешенчя через регулирующие резисторы.

Устройство для измерения механических

N величин содержит дифференциальный струнный преобразователь, струны 1 которого включены в плечи мостовых цепей обратной связи двух независимых автогенерато15 ров 2, поддерживающих незатухающие колебания струн, К выходам автогенераторов подключены входы частотомера-периодомера

3, работающего в режиме измерения отношения; частот и преобразующего отноше26 иие частот колебания струн в выходной сигнал, пропорциональный механической величине. Частотомер и оба автогенератора образуют измерительную схему устройства, Схема .коррекции, содержащая дроссели

4, регулируемые резисторы 5 и 6, а также источники 7 смещения постоянного тока, обеспечивает протекание чо струнам 1 преобразователя начального тока смешения, вызывающего начальную деформацию струк, благодаря которой соответствующим образом изменяется частота собственных колебаний струн. В результате этого корректируется значение сигнала на выходе устройства, а также и чувствительность устройства в целом. Регулируемый резистор 5 служит для одновременного изменения тоха смешения н обеих струнах преобразователя в одинако вом направлении, а регулируемый резистор

6 обеспечивает изменение разности значе ний токов, протекающих через струны.

Устройство работает следующим образом.

При измерении, например, линейных перемещений, изменяется деформация струн преобразователя, а следовательно, и частота их колебаний. Отношение частот колебания струн преобразуется измерительной схемой в выходной сигнал, пропорциональный перемещению. Ток смещения, создаваемый схемой коррекции, протекает от источника 7 50 через резисторы 5 и 6 к средним точкам дросселей 4,, где он разделяется на две равные части благодаря соответствующему подбору сопротивлений в плечах мостовых цепей,автогенераторов. В том случае, если в цепи коррекции имеются неотфильтрованные низкочастотная или высокочастотная паразитные составляющие тока, то они в средней точке дросселя также разделяются на две равные части, а так как на автогенераторы 2 поступает электрический сигнал с той же диагонали моста, к которой подключены дроссели 4 схемы коррекции, то паразитные составляющие тока взаимно компенскрутот друг друга.

Таким образом, за счет включения дрос селя в диагональ моста влияние паразитных составляющих тока значительно ослабляется, благодаря чему повышается точность измереI ния и снижаются требования к источникам питания устройства.

Кроме того, при указанном выполне нии схемы коррекции используется лишь один общий источник смешения, что создает дополнительное преимушество предлагаемому устройству по сравнению с извест ным, поскольку исключается влияние неидентичности свойств двух источников смеще ния в независимых цепях схемы коррекции на точность измерения.

Ф ормула изобретения

Устройство для измерения механических величин, содержащее дифференциальный струнный преобразователь со схемой коррекции, вжпочаюшей источник смещения, регулируемые резисторы и дроссели, и измерительную схему, выполненную в виде связанных со струнами преобразователя двух автогенераторов и подключенного к их выходам частотомера-периодомера, о т л и ч а ю щ е е с я уем, что, с целью повышения точности измерения, каждый автогенератор выполнен с мостовой цепью обратьной связи, в одном из плечей которой вклкьчена соответствующая струна преобразователя, дроссели подключены к диагонали моотовых цепей, а средние точки дросселей присоединены к источнику смешения через регулирующие резисторы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Новицкий П. B. и др. Цифровые приборы с частотными датчиками, Л., "Энергия", 1970, с. 122.

2. Авторское свидетельство СССР № 502217, кл. 5 01 В 7/04, 1974.

608049

Составитель С. Скрыпник редактор P. Пурнам Техред Э. Чужик Корректор Н. ЯиемиРскаЯ

Заказ 2789/27 Тираж 872 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений я открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

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