Устройство для измерения ударных ускорений

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УДАРНЫХ УСКОРЕНИЙ, содержащее корпус с расположенным в нем инерционным и диэлектрическими элементами и блок регистрации, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения чувствительности и расширения диапазона измеряемых ударных ускорений , в нем инерционный элемент установлен с возможностью, перемещения, а диэлектрические элементы выполнены упругими и расположены между корпусом и инерционным элементом перпендикулярно оси чувствительности. in л 00 О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) G 01 Р 1 5/0 8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3440711/18-10 (22) 20.05.82 (46) 07.10.83. Бюл. Р 37 (72) Б.Н. Стихановский и В.С. Крицман (71 ) Фрунзенский политехнический институт (53) 531.768(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 257170, кл. G 01 P 21/00, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

9 777580, кл. G 01 P 3/24, 1976 (прототип).

„„SU„„ 6686 A (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

УДАРНЫХ УСКОРЕНИЙ, содержащее корпус с расположенным в нем инерционным и диэлектрическими элементами и блок регистрации, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения чувствительности и расширения диапазона измеряемых ударных ускорений, в нем инерционный элемент установлен с возможностью, перемещения, а диэлектрические элементы выполнены упругими и расположены между корпусом и инерционным элементом перпендикулярно оси чувствительности.

1046686

Изобретение относится к измерению.технических величин и может быть использовано в различных областях физики и техники для измерения параметров удара.

Известно устройство для измерения ударных ускорений, содержащее мерный гг дополнительный стержни, измерительный преобразователь, блок регистрации и ударный возбудитель (1 ).

Недостатком данного устройства является низкая чувствительность, узкий диапазон измеряемых ускорений, наличие дополнительного стержня для устранения импульса обратной полярности (волны растя>кения), услож-15 няющее конструкцию и соответствен= но понижающее ее надежность.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения ударных ускорений, содержащее кор- 20 пус с расположенными в нем инерционным и диэлектрическими элементами и блок регистрации (2 f.

Недостатком известного устройства является его низкая надежность, 25 обусловленная относительной сложностью его конструкции и наличием регулятора сжатия, снижающего стабильность сжатия в процессе работы, а также низкая чувствительность и ограничение диапазона измеряемых ускорений, что объясняется сложностью стабилизации режима прижатия диэлектрической пленки: в момент удара за счет пульсации диаметра мерного стержня металлические обкладки, прижимающие диэлектрическую пленку, расходятся, растягивая хомут, между мерным стержнем и металлическими обкладками появляется зазор, соответственно площадь поверхности контакта диэлектрической с металлическими поверхностями уменьшается, уменьшается электризация трением диэлектрической пленки, что ведет к ослаблению сигнала устройства и ухудше- 45 нию линейности его характеристик.

Цель изобретения — увеличение чувствительности устройства, расширение диапазона измеряемых ударных параметров.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, которое содержит корпус с расположенными в негл инерционным и диэлек- 55 трическими элементами и блок регистрации, инерционный элемент установ лен с возможностью перемещения, а диэлектрические элементы выполнены, упругими и расположены между корпу- 60 сом и инерционным элементом перпендикулярно оси чувствительности.

На чертеже дано схематическое изображение .измерительного преобразователя устройства. 65

Устройство содер>кит корпус 1, установленный внутри него с возможностью перемещения инерционный элемент 2, между корпусом 1 и сердечником 2 с двух сторон перпендикулярно линии удара расположены упругие диэлектрические элементы 3, между остальной поверхностью сердечника и корпусом находится диэлектрическая прокладка 4.

В предлагаемой конструкции инерционный элемент 2 выполнен.в виде цилиндрического стержня, основание которого расположено в корпусе перпендикулярно его оси, совпадающей с линией удара, при этом упругие диэлектрические элементы 3 расположены с двух сторон между основанием цилиндрического сердечника и корпусом, а боковая поверхность цилиндрического сердечника установлена в корпусе 1 с зазором, в котором находится диэлектрическая прокладка. Связь ме>сду измерительным преобразователегл и блоком регистрации (не показан ) осуществляется электрическим кабелем 5, присоединенным к сердечнику и корпусу.

Устройство работает следующим образом.

При нанесении удара по испытуемому объекту, на котором крепится измерительный преобразователь (посредством резьбового соединения), формируется волна сжатия, распространяющаяся со скоростью звука по испытуемому объекту и достигающая, измерительного преобразователя. Вол на сжатия смещает корпус устройства

1, однако сердечник 2, способный перемещаться внутри корпуса, стремится сохранить свое положение, что приводит к изменению деформации упругих диэлектрических элементов 3.

Сжатие упругого диэлектрического элемента 3, изготовленного, например, из резины, в направлении удара приведет его расширению в плоскости, перпендикулярной направлению удара, а следовательно, и к трению о соответствующие поверхности корпуса

1 и сердечника 2. Это трение приводит к возникновению электризации упругого диэлектрического элемента

3, причем съем ЭДС электризации производится электрическим кабелем 5.

Затем упругие диэлектрические элементы 3 возвращают сердечник 2 в исходное положение.

Предлагаемая конструкция предусматривает возможность создания устройства для:измерения практически любых ускорений — достаточно найти участок линейной зависимости электризаций от ускорения для материала данных упругих диэлектрических элементов для измерения больших уско1046686

Составитель Н.Мараховская

Техред;Л,йилипенко Корректор С.шекмар

Редактор А.Фролова

Тираж 873 ° Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Ра ч.нская наб., д. 4/5

Заказ 7722/44

Филиал ППП "Патент", г.. ".жгород, ул. Проектная, 4 рений достаточно лишь уменьшить массу сердечника, деформации упругих диэлектрических элементов сохранятся, рабочая точка устройства

«е выйдет за пределы участка линейной зависимости электризации для измерения меньших ускорений — увеличить массу сердечника. Все эти операции осуществляются при прочих неизменных параметрах устройства.

Предлагаемое устройство отличается простотой изготовления, дешевизной, широким частотным и амплитудным диапазоном.

Повышение чувствительности устройства, расширение диапазона измеряемых ударных параметров достигается стабилизацией режима прижатия упругих диэлектрических элементов: в данной конструкции они зажимаются между поверхностями, форма которых не меняется в процессе удара, а сле довательно, площадь поверхности контакта упругих диэлектрических элементов с рабочими поверхностями измерительного преобразователя не уменьшается. Кроме того, чувствитель10 ность устройства повышается вследствие того, что смещение упругих диэлектрических элементов относитель,но рабочих поверхностей измерительного преобразователя на два порядка

15 выше, чем смещение измерительного преобразователя прототипа вдоль оси мерного стержня.