Способ измерения силы контактного нажатия в герконе

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ КОН ТАКТНОГО НАЖАТИЯ В ГЕРКОИЕ, содерж щем по крайней мере один неподвижный и один подвижный электроды, путем помещения геркона в постоянное однородное магнитное поле, под действием которого электроды геркона замыкаютсй , и создания силового воздействия на геркон в направлении, перпендикулярном к плоскости соприкосновения электродов, для их размыкания , отлич-ающийся тем, что, с целью увеличения точности и упрощения процесса измерения, силовое воздействие в направлении, перпендикулярном к плоскости соприкосновения электродов, осуществляют с помощью одиночных механических ударов плавно возрастающей силы, в момент размыкания электродов определяют силу инерции подвижного электрода и по ее значению судят о силе контактного нажатия .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН эЮ Н 01 Н 11/04

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6 Р

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3612467/24-07 (22) 29.06.83 (46) 23.09.84. Бкл. Ф 35 (72) В.Ф. Удаков, А.Ю. Борисова, О.И. Долгих и А.Ф. Нилов (71) Рязанский радиотехнический институт (53) 621.3.083.621.318.562(088.8) (56) 1. Клейн Э.А. и др., Тензометрический измеритель малых давлений.—

Труды НИИТС, 1969, Ф 16, 2. Bradford К.F. Estimatinp

Sealed Reed Contact Forcls. — Bell

Labs-Rec. 1966, В 5, 44.

3. Авторское свидетельство СССР

В 521552, кл. G 05 В 23/02;

Н 01 Н 11/04, 1976 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ CKjbI КОНТАКТНОГО НАЖАТИЯ В ГЕРКОНЕ, содержащем по крайней мере один неподвижSU„„1115118 A ный и один подвижный электроды, путем помещения геркона в постоянное однородное магнитное поле, под действием которого электроды геркона замыкаютсй, и создания силового воздействия на геркон в направлении, перпендикулярном к плоскости соприкосновения электродов, для их размыкания, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности и упрощения процесса измерения, силовое воздействие в направлении, перпендикулярном к плоскости соприкосновения электродов, осуществляют с помощью одиночных механических ударов плавно возрастающей силы, в момент размыкания электродов определяют силу инерции подвижного электрода и по ее значению судят о силе контактного нажа1115

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при производстве и испытании магнитоуправляемых герметических контактов (герконов).

Известен способ измерения силы контактного нажатия (СКН), осуществленный в устройстве, состоящем из тензодатчика, индикатора и источника питания Г11. 10

Недостатком способа является раз рушение контролируемого объекта.

Известен также способ измерения

СКН, осуществленный в устройстве, состоящем из мнкрокона, осциллоскопа и флюксометра Г2 .

Недостатками способа являются иэ-! мерение СКН косвенным путем, требующим совокупности большого числа при" боров, больших затрат времени, а так-g0 же высокая погрешность измерения °

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является спо" соб измерения СКН, согласно которому геркон, содержащий пд крайней мере д один неподвижный и один подвижный электроды„ помещают в постоянное однородное магнитное поле под действием которого электроды геркона замыкаются, создают силовое воздействие на геркон в направлении, перпендикулярном к плоскости соприкосновения электродов, для нх размыкания путем вращения геркона вокруг оси, параллельной его продольной оси, с нарастающей угловой скоростью, измеряют угловую скорость в момент размыкания электродов и по ее значению определяют СКН ГЗ).

Недостатком известного способа

40 является ограниченность его применения.

Измерение СКН с высокой точностью возможно лишь в герконах с конструктивно одинаковыми подвижными симмет45 ричными электродами равной массы, а использование известного способа для герконов с несимметричными конструк- тивно неодинаковыми электродами неравной массы, с одним неподвижным электродом, а также-переключающих трехэлектродных герконов приводит к высокой погрешности измерения СКН.

Цель изобретения — увеличение точности и упрощение процесса измерения.55

Поставленная цель достигается тем, что при способе измерения СКН в герконе, содержащем по крайней ме

118 ре один неподвижный н один подвижный электроды, путем помещения геркона в постоянное однородное магнитное поле, под действием которого электроды геркона замыкаются, и создания силового воздействия на геркон,в направлении, перпендикулярном к.плоскости соприкосновения электродов, для их размыкания, силовое воздействие в направлении, перпендикулярном к плоскости соприкосновения электродов, осуществляют с помощью одиночных механических ударов плавно возрастающей силы, в момент размыкания электродов определяют силу инерции подвижного электрода и цо ее значению судят о силе контактного нажатия.

На фиг. 1 приведена схема реализации способа измерения СКН; на фиг. 2 — результаты экспериментального исследования зависимости СКН электродов герконов типа КЭИ-3 от величины магнитного поля Н,, удерживающего их в замкнутом состоянии; на фиг. 3 - схема работы электродов неравной массы.

Схема" реализации способа измерения

СКН содержит регулятор 1 величины магнитного поля, источник 2 магнитного поля, испытуемый геркон 3, держатель 4 геркона, устройство 5 контроля установки геркона, регулятор 6 величины силы удара, ударное устройство 7, индикатор 8 размыкания геркона, датчик 9 величины ускорения и измеритель 10 величины ускорения. !

Способ осуществляется .следующим образом.

С помощью регулятора .1 устанавливается заданная величина однородного постоянного магнитного поля, формируемого источником 2, под действием которого замыкаются электроды испытуемого геркона 3, помещенного в держатель 4, при этом между подвижным электродом 1 (фиг. 3) и неподвижным электродом 2 возникает сила контактного нажатия. Держатель обеспечивает перпендикулярность плоскости соприкосновения электродов, что дополнительно контролируется оптическим устройством 5. Затем в область контактирования электродов и перпендикулярно к плоскости их соприкосновения наносится механический удар, формируемый устройством 7, при этом регулятор 6 обеспечивает плавное увеличение силы удара.

1115!!8

F+F Рм Рк где F® — сила инерции подвижного электрода, возникающая под действием удара;

F — сила упругости подвижного !и

Y электрода;

F - сила воздействия магнитного м поля;

F — сила контактного нажатия.

Увеличивая силу удара, увеличива-! ем силу инерции F„ H o6 8 e c равенства Р„ =Р . Тогда

Рм

Условие (1) указывает на то, что сила упругости уравновешивает магнитную силу, что имеет место при разомкнутом состоянии электродов„ которое фиксируется электронныминдикатором8. 25

Сила инерции определяется аак (2) Рщ = -тп,а, где m, — та часть подвижного электро- З да (в баллоне геркона), кото. рая эффективно участвует в движении и обвспечивает инерцию электрода.

Известно, что

1 щ — m

4 4 э (3) где m - полная масса подвижного электрода, заключенного внутри баллона геркона.

Зная значения m и а можно найти величину F равную СКН в момент размыкания электродов геркона.

Величина ускорения, соответствую45 щего силе удара в момент размыкания электродов, воспринимается датчиком 9, помещенным в держатель 4, и измеряется устройством 10, градуированным непосредственно в граммах СКН.

Разброс соответствующих сил значений СКН (фиг. 2) составляет 3,7 r

Действие сил на подвижный электрод 1 (фиг. 3) выражается уравнением оценка порядка полученными значений

СКН не представляется возможной.

Оценим погрешность предложенного способа измерения СКН, определяемую в основном точностью нахождения вели" чин m и а в уравнении (2) и чувствительностью датчика 9, измеряющего ускорение при ударе.

Коэффициент m вычисляется как

1/4 полной массы m подвижного электрода, заключенного внутри баллона геркона. Поскольку однородность материала и геометрические размеры электродов герконов нормируются техническими условиями на изделия, разброс ассматриваемой величины m невелик.

Опытное взвешивание партии 100 подвижных электродов герконов типа

К3М-3 на аналитических весах АДВ-200

-М

1 измеряющих массу до 1 10 г с погрешностью 10Х, показывает, что среднее значение m„=8,571 ° 10 r, предельное абсолютное отклонение от среднего значения ьтп „ 0,223 ° 10 r, т.е.

2,5Х, среднее квадратичное отклонение 6 =0,11 10, т.е. 1,3Х.

Ускорение а может быть измерено пьезоакселерометрами, например типа

АВС 034-05, АВС О!7-01, основная погрешность которых не более 1,0Х. В сочетании с электронными блоками усиления, согласно паспортным данным, они обеспечивают чувствительность мВ-с

0,005 т .е. позволяют разлим чать ускорения на порядок меньше ускорения свободного падения тела.

В качестве измерителя могут быть использованы промышленные вольтметры импульсного тока, например типа

В4-12 .

Таким образом, предлагаемый способ измерения СКН позволяет обеспечить погрешность измерения порядка долей процента, в то время как для известного погрешность измерения СКН для симметричных герконов составляет 14Х, а для несимметричных герконов еще больше.

Кроме того, из-за уменьшения числа операций при измерении СКН упрощает-, ся процесс измерения и уменьшается время, необходимое для измерения СКН»

1115118

1дЮ ФЮ 17М МЮ

Фиа 2 йю иаю

Заказ 6782/38 Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Paymcias наб., д. 4/5

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

Составитель В. Крносов

Редактор О. Юрковецкая Техред Ж.Кастелевич Корректор B. сутяга