199985. lajstromszámú szabadalom • Fonalerőmérő berendezés
1 HU 199985 B 2 A találmány fonalérómérő berendezés, amelynek eróérzékeló szerve, esetenként fonalterelő szervei, az eróérzékelő szervvel mechanikusan összekötött eró/elmozdulás átalakítója, az eró/elmozdulás átalakítóhoz mechanikusan csatlakozó elmozdulás/villamos jel átalakítója, és az elmozdulás/villamos jel átalakítóra kapcsolt kijelzője van, továbbá az elmozdulás/villamos jel átalakító generátorral összekötött, rögzített gerjesztett elektródát és elmozdítható érzékelő elektródát tartalmaz, amely érzékelő elektróda mechanikusan az eró/elmozdulás átalakító elmozduló részével, villamosán pedig egyenirányítón át a kijelzővel van összekötve. A szálasanyagokkal foglalkozó iparágakban (pl. a textiliparban) gyakori technológiai feladat valamely gépen futó szálra, pl. fonalra ható feszítőerő megmérése. Ismeretesek olyan fonalerómérő berendezések, amelyeknek két fonaltereló görgőjük, egy eróérzékelő mérógörgőjük, a mérőgörgővel mechanikusan összekötött eró/elmozdulás átalakítójuk, az eró/elmozdulás átalakítóhoz mechanikusan csatlakozó elmozdulás/villamos jel átalakítójuk és az elmozdulás/villamos jel átalakítóra kapcsolt kijelzőjük van. Egyes megoldásoknál a fonalterelő görgő és/vagy a mérógörgó csú szóvá jattal ellátott pálcaként van kialakítva. A görgők vagy pálcák úgy vannak elrendezve, hogy a mérendő fonal egyszerű módon, befűzés nélkül a görgők vagy pálcák megfelelő vájatába helyezhető legyen. Az eró/elmozdulás átalakító az ismert megoldásoknál általában rugó, többségüknél torziós rugó. Az elmozdulás/villamos jel átalakító az egyik ismert megoldásnál kapacitív feszültségosztóként van kialakítva, amelynek rögzített gerjesztett elektródája, elmozduló érzékelő elektródája és egy nulla potenciálon levő rögzített elektródája van. A feszültségosztó egyik tagját a gerjesztett elektróda és a mozgó elektróda közötti kapacitás, míg a másik tagját a mozgó elektróda és a nulla potenciálon lévő elektróda közötti kapacitás alkotja. A gerjesztett elektróda és a nulla potenciálon levő elektróda a fonaltereló görgőkkel, az elmozduló elektróda pedig a mérőgörgővel van merev kapcsolatban. A gerjesztett elektróda váltakozó áramú generátorral van összekapcsolva. Az elmozduló elektróda egyenirányítón és erősítőn keresztül csatlakozik a kijelzőként használt villamos műszerre. Ennek a megoldásnak az a hátránya, hogy a nagy impedanciaszinten történő egyenirányítás és az egyenirányító dióda hófokfüggése mérési hibát okoz. Hátránya továbbá, hogy az elektróda-elrendezés érzékeny a szórt kapacitásokra, amelyek megváltozása ugyancsak mérési hibát okoz. További hátránya az, hogy a mozgó elektródának nincs semleges (feszültségmentes) helyzete, erómentes állapotban is viszonylag nagy feszültség keletkezik rajta, amelyhez viszonyítva a hasznos jel kicsi. Ez a viszonylag egyszerű műszer olyan területeken alkalmazható, ahol kisebb pontosságú, olcsó készülékre van szükség. Ismeretesek olyan megoldások is, ahol elmozdulás/villamos jel átalakítóként differenciál kapcsolású induktív átalakítót alkalmaznak. Ennek hátránya a költséges előállítás, a gyártási szórásokra való érzékenység, az emiatt szükséges nehézkes és egyedi bemérés-beállítás, valamint a nemlinearitás, ami mérési hibát okoz. Egy további ismert megoldásnál elmozdulás/villamos jel átalakítóként nyúlásmérő bélyeget alkalmaznak, aminek hátránya a viszonylag magas ár, illetve a költséges előállítás. Az említett ismert megoldások közös hátránya a nemlinearitás, aminek az az oka, hogy a fonalvezetés irányát megváltoztató mérógörgó a fonaleró hatására elmozdul, és emiatt a fonal irányváltozási szöge csökken. Mivel a fonalerő és a mérőgörgóre ható erő közötti arányossági tényező a fonal irányváltozási szögének szinuszával arányos, az arányossági tényező növekvő erő esetén csökken. Ennek eredménye a szerkezet átviteli jelleggörbéjének lehajló jellegű nemlinearitása. Nagyobb érzékenységű elmozdulás/villamos jel átalakító alkalmazásával és megfelelő méretezéssel az adott erőhöz tartozó elmozdulás - és így a nemlinearitás is - csökkenthető, ez azonban magasabb előállítási költséget idéz elő. Gyakorlati technológiai feladat a szálasanyagokkal foglalkozó iparágakban a nyugalmi helyzetben levő fonalra ható erő megmérése is, pl. fonalszakító gépeken a szakító diagram felvétele esetén. Erre a feladatra az ismertetett megoldásokhoz hasonló berendezéseket alkalmaznak, azzal a különbséggel, hogy a fonalterelő görgők elmaradnak, a mérőgörgő helyett pedig fonalbefogó szerkezet van elrendezve. Szögváltozásból eredő nemlinearitás ebben az esetben természetesen nem lép fel. Célunk a találmánnyal az ismert megoldások hátrányainak kiküszöbölése, és olyan fonalerómérő berendezés kialakítása, amely az eddiginél pontosabb mérést tesz lehetővé, és amellett egyszerűen és olcsón előállítható. A találmány szerint a kitűzött feladatot egy olyan fonalerómérő berendezéssel oldjuk meg, amelynek eróérzékelő szerve, esetenként fonalterelő szervei, az eróérzékelő szervvel mechanikusan összekötött eró/elmozdulás átalakítója, az erő/elmozdulás átalakítóhoz mechanikusan csatlakozó elmozdulás/villamos jel átalakítója, és az elmozdulás/villamos jel átalakítóra kapcsolt kijelzője van. Az elmozdulás/villamos jel átalakító két 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
