3.3.1. Структурна схема магнітопружного пристрою

Структурна схема промислового варіанту магнітопружного ваговимірювального пристрою приведена на рис. 6. На схемі зображено: первинний магнітопружний перетворювач зусилля МПП (обведений пунктирною лінією), та вторинний пристрій (все останнє), який забезпечує живлення і обробку сигналу перетворювача.

3.3.2. Первинний вимірювальний перетворювач зусилля (сенсор):

МПП виконаний за дросельною схемою ввімкнення і складається із двох ідентичних феромагнітних осердь трапецієвидної форми з обмотками індуктивності, які розміщені в Н – подібному пружинному пристрої, виконаному із сталі 65Г. Осердя вставлені в пружинний пристрій з початковим зусиллям Рп. Таке виконання МПП дає можливість:

• ввімкнути чутливі осердя в вимірювальну схему за диференціальною схемою, тобто, при прикладені вимірювального зусилля Рх одне осердя (верхнє на схемі) розтягується (зусилля стискування стає меншим Рп), а друге (нижнє) – навпаки, стискується ще більше;

• дає можливість компенсувати початкову не лінійність (рис. 5) характеристики перетворення і використовувати тільки лінійну її ділянку.

3.3.3. Вторинний пристрій та робота його складових.

Вторинний пристрій (рис.6) складається із:

• задаючого генератора (ЗГ) синусоїдальних коливань частотою: 1-2 кГц;

• схеми автоматичного регулювання підсилення (від’ємного зворотного зв’язку),яку утворюють елементи по два елементи С_D, R_O та польовий транзистор ПТ;

• підсилювача потужності ПП змінного синусоїдального струму , вихід якого з’єднаний з виводами початків обмоток обох осердь;

• змінних опорів навантаження R_H, з повзунків яких знімають вимірювальний сигнал з кожного осердя;

Рис.6. Структурна схема дросельного магнітопружного пристрою.

• детекторів Д1 та Д2, в яких сигнали від обох осердь перетворюються у сигнали постійного струму;

• інструментального підсилювача ИП, який формує вихідний нормований сигнал, як різницю між сигналами нижнього осердя, що стискується і сигнал якого пропорційно зростає на певну величину під дією навантаження (вхід «+» ИП), та верхнього осердя, що розтягується і сигнал якого на таку ж величину зменшується (вхід «-» ИП;

• інтегратора І, на інвертуючому вході «–» якого додаються через опори R сигнали від обох осердь; а на неінвертуючому вході «+» - за допомогою потенціометра – задавача R3, що отримує живлення від еталонного джерела

U_E, задають сигнал, який дорівнює сумі сигналів від обох осердь. Цей сумарний сигнал, який не залежить від зусилля, що вимірюється, підтримується схемою незмінним за рахунок зміни напруги живлення індуктивностей осердь. Останнє здійснюється відповідною зміною коефіцієнта підсилення підсилювача потужності через схему автоматичного регулювання підсилення, виконаній на ємностях С_D, резисторі R та польовому транзисторі ПТ.

Диференціальна схема ввімкнення МПП та підтримування незмінною (і рівною заданій) суми сигналів від перетворювачів, один із яких розтягується а інший – стискується, практично на два порядки зменшує додаткову похибку пристрою від зміни температури навколишнього середовища.