吊丝粘度计的闭环控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种吊丝粘度计的闭环控制系统，其特征在于包含有：一位移传感装置，其包括设置在吊丝粘度计连接杆上的运动臂，以及与其对应至少一个设置在吊丝粘度计支架上的耦合器；一力矩器，其包括一组相对设置在所述连接杆和支架上的线圈与磁钢；一平衡控制器，其设置在所述支架上，所述平衡控制器接收所述耦合器输出的电压信号，并输出电流至所述线圈。本实用新型专利技术的闭环控制系统可以使运动臂始终处于平衡位置，提高了吊丝粘度计的测量灵敏度与精度，同时由于可以根据运动臂所偏转的位移变化，迅速调节输入线圈的电流，因此可以进行动态测试，达到测试样品的动态特性的目的，弥补了现有测量设备的性能空缺。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

Closed loop control system of hanging wire viscometer

The utility model relates to a closed-loop hanging wire viscosity control system is characterized by comprising: a displacement sensing device, comprising a set is connected with the motor on the arm rod in hanging wire viscometer, and the corresponding at least one set coupler in hanging wire bracket viscometer; an actuator, which comprises a group of relative arranged on the connecting rod and the magnet coil and the bracket; a balance controller is arranged in the bracket, wherein the balance controller receives the voltage signal of the output coupler, and the output current to the coil. The utility model of the closed-loop control system can make the motion of the arm is always in equilibrium position, improve the measuring sensitivity and precision of hanging wire viscometer, because according to the displacement of the movement arm deflection, quickly adjust the input coil current, it can dynamically test, the dynamic characteristics of the test sample to make up for the purpose of performance vacancies existing measuring equipment.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及粘度计，特别是指一种吊丝粘度计的闭环控制系统。
技术介绍
吊丝粘度计是指采用吊丝作为灵敏感应元件进行测量的粘度计，比如在专利号为200420115390.9，名称为“一种粘度计中使用的力矩传感器”的中国专利文件中就描述了这样一种粘度计。其是用吊丝将测量力矩的装置悬挂起来，测量力矩装置的底部连接感应力矩的探头。探头在粘性力矩的作用下会使吊丝产生偏转，通过对吊丝偏转角度的测量，就可以计算出所测液体的粘度。现有的吊丝粘度计一般为开环控制系统，其是依靠吊丝的扭矩平衡粘性力矩，一旦所测液体的粘度力矩超出吊丝的扭矩范围，粘度计便无法正常工作，更无法对待测物进行动态测试。因此，现行的开环控制系统制约了吊丝粘度计的量程，使吊丝粘度计的应用范围受到限制，无法满足使用者的需求，也不符合经济性的要求。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的是提供一种吊丝粘度计的闭环控制系统，其可扩大量程、提高测量精度，并可测试样品的动态特性。为达到上述目的，本技术采取以下技术方案一种吊丝粘度计的闭环控制系统，其特征在于包含有一位移传感装置，其包括设置在吊丝粘度计连接杆上的运动臂，以及与其对应至少一个设置在吊丝粘度计支架上的耦合器；一力矩器，其包括一组相对设置在所述连接杆和支架上的线圈与磁钢；一平衡控制器，其设置在所述支架上，所述平衡控制器接收所述耦合器输出的电压信号，并输出电流至所述线圈。所述平衡控制器为一比例微分积分调节环节，其包括差分放大器U1、积分电路U2及功率放大器U3；所述耦合器输出的电压信号输入差分放大器U1的输入端，经所述差分放大器U1运算后的输出信号输入所述积分电路U2的反相输入端，所述积分电路U2运算后输出的信号通过一个可调电阻RW2输入所述功率放大器U3的反相输入端进行电流放大，所述功率放大器U3输出电流至所述力矩器的线圈。所述平衡控制器为由程序控制的单片机，或输入有平衡控制程序的计算机。所述运动臂两端的支架上分别设置有一个耦合器。所述力矩器的线圈设置在所述连接杆上，所述磁钢设置在所述支架上。所述力矩器的线圈设置在所述支架上，所述磁钢设置在所述连接杆上。本技术由于采用以上技术方案，其具有以下优点1、本技术所提供的闭环控制系统可以使运动臂始终处于平衡位置，没有附加应力的干扰，提高了吊丝粘度计的测量灵敏度与精度。2、本技术通过测量线圈中流过的电流来计算待测液体的粘度，与运动臂的偏转角度无关，因此可以有效扩大吊丝粘度计的量程，扩大吊丝粘度计的应用范围。3、本技术的闭环控制系统根据运动臂所偏转的位移变化，迅速调节输入线圈的电流，因此可以进行动态测试，达到测试样品的动态特性的目的，弥补了现有测量设备的性能空缺。附图说明图1是本技术结构示意图图2是本技术电路原理方框图图3是本技术电路图具体实施方式为了详细说明本技术的结构及特点，现举以下较佳实施例并配合附图说明如下。如图1所示，吊丝粘度计包括设置在支架1上的吊丝2，在吊丝2的下端连接一连接杆3，在连接杆3的下端连接一内筒4，内筒4的外围设置一外筒5，内、外筒4、5之间为待测液体6。本技术包括位移传感装置7，力矩器8和平衡控制器9。位移传感装置7包括设置在连接杆3上的运动臂71和连接在支架1上的耦合器72。力矩器8包括设置在连接杆3上的线圈81和连接在支架1上的磁钢82。位移传感器7输出的电压信号送至平衡控制器9，经平衡控制器9放大后输出电流至力矩器8产生反向力矩，平衡产生偏移的位移传感装置7，构成闭环控制系统。上述实施例中，移动传感装置7中设置了一个耦合器72，也可以在运动臂的两端分别设置一个耦合器72，以提高检测精度。耦合器72可以采用现有的各种形式的耦合器，如光电耦合器、电磁耦合器或电容耦合器等来检测位移量。上述实施例中，力矩器8的N、S两磁钢82也可以固定在连接杆3上，而将线圈81固定在支架1上。上述实施例中，平衡控制器9为一比例微分积分调节环节，其可以采用PID调节器电路实现。如图2、图3所示，PID比例微分积分调节器包括差分放大器U1、积分电路U2及功率放大器U3。位移传感装置7的二耦合器72输出的电压信号V1、V2分别输入差分放大器U1的正反相输入端，经差分放大器U1运算后的输出信号输入积分电路U2的反相输入端，积分电路U2运算后输出的信号通过一个可调电阻RW2输入功率放大器U3的反相输入端进行电流放大，经放大后输出电流信号至力矩器8的线圈81，使其产生与磁钢82相反的力矩，达到平衡反馈力矩的目的。由于在初始状态下，运动臂71会受到磁钢82对它的吸引力，因此运动臂71上其中一个耦合器72会输出电压，通常设定为电压信号V1，经差分放大器U1、积分电路U2及功率放大器U3放大后，产生流经电磁线圈81的电流，使其产生与磁钢82相反的力矩，使吊丝2上悬挂的内筒4处于稳定的状态，也就是使运动臂71处于平衡位置。所以电压信号V1略大于电压信号V2，二者之间的差值，由放大器的增益决定。PID比例微分积分调节器中使用的运算放大器为OP07和465，也可以采用本领域任何公知的可以实现相同功能的运算放大器。平衡控制器9可以采用PID调节器电路实现，也可以采用专用芯片或单片机、计算机靠软件控制来实现同样的功能。本技术在测试样品粘度时，外筒5旋转，带动待测样品6运动产生粘性力矩，粘性力矩传递到内筒4上，使吊丝2悬挂的连接杆3产生偏转，微小偏转的位移由移传感装置7检测出来，并以电信号方式输入平衡控制器9。平衡控制器9根据连接杆3偏转位移的变化迅速自动调节输出线圈82的电流，使电磁线圈82产生的磁力加大，由力矩器8产生反向力矩，将运动臂71拉回到原始位置，自动平衡粘性力矩，使内筒4稳定在原位。待测样品粘度的大小可由流过线圈82的电流变化计算出来。本技术积分电路的参数配置只要满足可以使运动臂71迅速回到原位，不产生振荡摆动的要求，即可使系统达到最佳阻尼。权利要求1.一种吊丝粘度计的闭环控制系统，其特征在于包含有一位移传感装置，其包括设置在吊丝粘度计连接杆上的运动臂，以及与其对应至少一个设置在吊丝粘度计支架上的耦合器；一力矩器，其包括一组相对设置在所述连接杆和支架上的线圈与磁钢；一平衡控制器，其设置在所述支架上，所述平衡控制器接收所述耦合器输出的电压信号，并输出电流至所述线圈。2.如权利要求1所述的吊丝粘度计的闭环控制系统，其特征在于所述平衡控制器为一比例微分积分调节环节，其包括差分放大器U1、积分电路U2及功率放大器U3；所述耦合器输出的电压信号输入差分放大器U1的输入端，经所述差分放大器U1运算后的输出信号输入所述积分电路U2的反相输入端，所述积分电路U2运算后输出的信号通过一个可调电阻RW2输入所述功率放大器U3的反相输入端进行电流放大，所述功率放大器U3输出电流至所述力矩器的线圈。3.如权利要求1所述的吊丝粘度计的闭环控制系统，其特征在于所述平衡控制器为输入有平衡控制程序的单片机。4.如权利要求1所述的吊丝粘度计的闭环控制系统，其特征在于所述平衡控制器为输入有平衡控制程序的计算机。5.如权利要求1或2或3或4所述的吊丝粘度计的闭环控制系统，其特征在于所述运动臂两端的支架上分别设置有一个耦合器。6.如权利要求1或2或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吊丝粘度计的闭环控制系统，其特征在于包含有：　　　　一位移传感装置，其包括设置在吊丝粘度计连接杆上的运动臂，以及与其对应至少一个设置在吊丝粘度计支架上的耦合器；　　　　一力矩器，其包括一组相对设置在所述连接杆和支架上的线圈与磁钢；　　　　一平衡控制器，其设置在所述支架上，所述平衡控制器接收所述耦合器输出的电压信号，并输出电流至所述线圈。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢新，
申请(专利权)人：卢新，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]