Устройство для измерения чувствительности виброизмерительных преобразователей к деформации объекта измерения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ВИБРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ К ДЕФОРМАЦИИ ОБ1зЕКТА ИЗМЕРЕНИЯ, содержащее укрепленные на основании: вьтолненный в виде цилиндра имитатор объекта, систему создания деформации имитатора, включающую камертон, и привод вращения имитатора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения деформации, в нем камертон выполнен из двух одинарных камертонов , соеда1ненньк у оснований друг с другом при этом их ветви направлены противоположно, a в месте крепления камертонов друг к другу и к основанию выполнена цилиндрическая полость, в которой размещен имитатор, причем зазор между внутренней поверхностью полости и имитатором заполнен магнитный жидкостью, a на ветвях камертона установлены обмотки управления состоянием магнитной жидкости. U9 СО ;О эо

СООЗ СОВЕТСКИХ

И Ю

РЕСПУБЛИК аю 01}

4(51) G 01 P 21/00

Гr2..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1Ю

ГОСУД@»СТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ asTOaeHWW asgyT6nscvav (21) 3516613/24-10 (22) 29. 11.82 (46) 30.01.85,Бюл. У 4 (72) В.В.Козлов, В.В.Янчич и А.М.Лимарев (71) Ростовский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет (53) 531.768(088.8) (56) 1. Немсадзе Ш.А.» Долаберид, .зе Г.3. Определение коэффициента влияния деформации на пьезоэлектри ческие виброиэмерительные преобразователи ускорения.-"Измерительная техника", 1974» 3 5» с. 29-30.

2. Авторское свидетельство СССР

В 547697, кл. С 01 P 15/08.

3. Авторское свидетельство СССР

5* 619863 ° .кл..G 01 Р 21/00, 25.05.76 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ -ИЗМЕРЕНИЯ

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ВИБРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ К ДЕФОРМАЦИИ ОБЪЕКТА ИЗМЕРЕНИЯ, содержащее укрепленные на основании: выполненный в виде цилиндра имитатор объекта, систему создания деформации имитатора, включающую камертон, и привод вращения имитатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыщения точности воспроизведения деформации, в нем камертон выполнен из двух одинарных камертонов, соединенных у оснований друг с другом, при этом их ветви направлены противоположно, а в месте крепления камертонов друг к другу и Я к основанию выполнена цилиндрическая полость, в которой размещен имитатор, причем зазор между внутренней поверх" ностью полости и имитатором заполнен магнитный жидкостью, а на ветвях камертона установлены обмотки управления состоянием магнитной жидкости.

4 внутренней поверхностью полости и имитатором заполнен магнитный жидкостью, а на ветвях камертона установлены обмотки управления состоянием магнитной жидкости.

На фиг. 1 представлена упрощенная кинематическая схема устройства для измерения чувствительности виброизмерительных преобразователей к деформации объекта измерения; на фиг. 2 упрощенная конструктивная схема механичесцрй части предлагаемого устройства; на фиг. 3 — вид А на фиг. 2; на фиг. 4 — структурная схема устройства.

Испытуемый виброизмерительный преобразователь 1 (фиг. 1) устанавливается на одну из торцовых поверхностей имитатора объекта 2. Система создания деформации 3 имеет цилиндрическую полость 4, в которой находится имитатор объекта 2. Между сопрягаемыми поверхностями имитатора объекта 2 и охватывающим его элементом размещейа магнитная жидкость 5. На другой торцовой поверхности имитатора объекта 2 крепятся тензодатчики 6, которые предназначены для измерения уровня деформации имитатора 2.

Вращение имитатора объекта 2 осу-. ществляется от электродвигателя посредством ремня 7 и шкива 8, закрепленного на оси 9, установленной на основании 10. Для определения условного положения имитатора 2 относительно основания 10 служит датчик угла поворота 11 °

Система создания деформации имита1 1 137398

Изобретение относится к стендовой измерительной технике и предназначено для определения параметров чувст- вительности различных измерительных преобразователей, в частности пьезоэлектрических, к деформации объекта измерения.

Известные устройства для определения деформационной чувствительности балочной конструкции f1) имеют отно- 10 сительно низкую точность и ограниченный диапазон имитируемых нагрузок изsa ограниченного характера изгибных .деформаций балок, имитирующих объект.

Известны устройства, в которых испытуемый измерительный преобразователь устанавливается на защемленном .диске (21.

Однако эти устройства имеют ограниченные возможности из-за характера ,создаваемой деформации диска.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае- мому результату является устройство, содержащее установленные на основании: выполненный в виде цилиндра имитатор объекта, систему создания деформации имитатора, включающую камертон, и привод вращения имитатора 3) .

Недостатком известного устройства являются его ограниченные функциональные возможности и относительно низкая точность имитации деформации объекта, обусловленные тем, что, де35 формация на имитатор передается не по всей цилиндрической поверхности, а лишь в фиксированных точках.

Целью изобретения является повышение точности воспроизведения деформации.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения чувствительности виброизмерительных преобразователей к деформации объекта измерения, содержащем укрепленные на основании: выполненный в виде цилиндра имитатор объекта, систему создания деформации имитатора, включающую камертон, и привод вращения ими- 5О татора, камертон выполнен из двух одинарных камертонов, соединенных друг с другом у оснований, при этом их ветви направлены противоположно, а в месте крепления камертонов друг 55 к другу и к основанию выполнена ци.линдрическая полость, в которой pas мещен имитагор, причем зазор между. тора объекта 2 (фиг. 2 и 3) выполнена в виде двойного камертона, содержащего два камертона 12 и 13, соединенных через перемычку 14 друг с другом так, что ветви камертона направлены противоположно. В средней части двойной камертон в области перемычки

14 закреплен с помощью стоек 15 к основанию 10. В области перемычки 14 двойной камертон имеет цилиндрическую полость 4 (фиг. 1) с имитатором объекта 2.

На ветвях камертонов 12 и 13 у их оснований установлены обмотки электромагнитов 16, служащие для изменения состояния магнитный жидкости 5 (фиг. 1). У концов ветвей камертона на основании 10 установлены электро. магниты 17 и 18, служащие для возбуждения изгибных колебаний ветвей каЛ .1137 мертона в горизонтальной и вертикальной относительно основания 10 плоскостях.

Кроме того, на фиг. 2 и 3 показаны горизонтальные контрольные внброизмерительные преобразователи 19 и 20; вертикальные контрольные виброизмерительные преобразователи 21 и 22; электродвигатель 23.

Поверхность имитатора объекта 2, 10 сопрягаемая с системой создания деформации, может быть как цилиндрической и гладкой, так и иметь кольцевые или винтовые выборки. При гладкой поверхности имитатор 2 в полости 4 устанавливается с зазором, в котором размещается магнитная жидкость. В случае кольцевых или винтовых выборок имитатор объекта 2 устанавливается в полости 4 по скользящей посадке и . 20 магнитная жицкость размещается в кольцевых или винтовых выборках.

В систему возбуждения и стабилизации колебаний ветвей камертона в горизонтальной плоскости (фиг. 4) входят генератор сигналов 24, электронный блок 25 стабилизатора амплитуды и усилителя мощности и в цепи обратной связи — контрольный пьезоэлектрический виброизмерительный преобразо30 ватель 19 (нли 20), согласующий измерительный усилитель 26 и двойной интегратор 27. Аналогично в систему возбуждения и стабилизации колебаний ветвей камертона в вертикальной плос- 5 кости входят генератор 28 сигналов, электронный блок 29 стабилизатора амплитуды и усилителя мощности и в цепи обратной связи — контрольный пьезоэлектрический виброизмеритель- 40 ный преобразователь 21 (или 22), согласующий измерительный усилитель 30 и двойной интегратор 31.

Постоянное подмагничивание осу- 45 ществляется от блока 29. Величина деформации имитатора объекта 2 измеряется с помощью тенэодатчиков 6 и измерительного блока 32. Совместно с испытуемым виброизмерительным преоб- 50 разователем t для определения деформационной чувствительности используется согласующий усилитель 33, вольтметр 34 и самописец 35, причем для развертки последнего используется 55 датчик угла поворота 11.

Устройство для измерения деформационной чувствительности

398 4 виброизмерительных преобразователей работает следующим обра -. зом.

От генератора 25 амплитуды и усилителя мощности на электромагниты 18 поступает переменное электрическое напряжение, которое возбуждает изгибные колебания ветвей двух камертонов

12 и 13 в горизонтальной плоскости.Амплитуда колебаний ветвей двух камертонов 12 и 13 в горизонтальной плоскости измеряется и поддерживается постоянной с помощью контрольного пьезоэлектрического вйброизмерительного преобразователя 19,который включен через согласующий измерительный усилитель 26 и двойной интегратор 27 в цепь обратной связи электронного блока 25 стабилизатора амплитуды.и усилителя мощности. Контрольный пьезоэлектрический виброизмерительный преобразователь 20 служит для балансировк»: ветвей камертона 12. Имитатор объекта 2 с установленным испытуемым виброизмерительным преобразователем 1 размещен в цилиндрической полости 4 (фиг. 1) и с помощью магнитной жидкости 5, твердеющей от магнитного. поля, создаваемого обмотками электромагнитов 16 (фиг. 2 и 3) и электронным блоком управления 36, периодически оказывается жестко связан с двойным камертоном. При изгибных колебаниях в горизонтальной плоскости ветвей двух камертонов 12 и 13 в имитаторе объекта 2, размещенном в области перемычки 14, создаются деформации. растяжения — сжатия, которые воздействуют на испытуемый виброизмерительный преобразователь 1.

Выходной сигнал испытуемого виброизмерительного преобразователя через согласующий усилитель 33 поступает на вольтметр 34 и самописец 35. Вели. чина деформации растяжения — сжатия имитатора объекта 2 измеряется с помощью тензодатчиков 6 (фиг. 1) и измерительного блока 32 (фиг. 4).

При вращении имитатора объекта 2 определяется круговая диаграмма деформационный чувствительности испытуемого виброизмерительного преобразователя l к деформации растяжения— сжатия. Круговая диаграмма деформационной чувствительности записывается на самописец 35, причем развертка самописца 35 осуществляется от датчика угла поворота 11 (фиг. 1), напри1137398 мер, потенциометрического типа, запитываемого от источника напряжения 37.

Для определения круговой диаграммы деформационной чувствительности испытуемого виброизмерительного пре- 5 образователя 1 к деформации изгиба в двойном камертоне возбуждаются изгибные колебания ветвей двух камертонов 12 и 13 в вертикальной плоскости с помощью электромагнитов 17 и систе- 10 мы возбуздения и стабилизации колебаний. В этом случае от генератора сигналов 28 через электронный блок 29 стабилизатора амплитуды и усилителя мощности на электромагниты 17 поступает переменное электрическое надряжение, которое вызывает появление изгибных колебаний двойного камертона в вертикальной плоскости. Амплитуда колебаний ветвей двух камертонов 12 20 и 13 в вертикальной плоскости измеря ется и поддерживается постоянной с ,помощью контрольного пьезоэлектричес,кого виброизмерительного нреобразова теля 21 который включен через согла- 25 сующий измерительный усилитель 30 и двойной интегратор 31 в цепь обратной связи электронного блока 29 стабилизатора амплитуды и усилителя мощности.

Контрольный пьезоэлектрический вибро-,30 измерительный преобразователь служит для балансировки ветвей камертона 13.

Изгибные колебания ветвей камертона в вертикальной плоскости приводят к появлению изгибных деформаций в области перемычки 14, где расположен имитатор объекта 2. Имитатор объекта 2 периодически оказывается жестко связанным с двойным камертоном (аналогично описанному при создании де1 формаций растяжения - сжатия, с поgg 17 21 мощью магнитной жидкости 5 (фиг. 1), твердеющей от магнитного поля). В результате в имитаторе объекта ".. за счет изгибных колебаний двойного камертона в вертикальной плоскости возбуждаются ьзгибные деформации, которые передаются на испытуемый виброизмерительный преобразователь 1. При вращении имитатора объекта 2 и в этом случае определяется круговая диаграмма деформационной чувствительности испытуемого виброизмерительного преобразователя к деформации изгиба.

Данная конструкция устройства для измерения деформационной чувствительности виброизмерительных преобразователей, использующая магнитную жидкость, позволяет осуществлять эффективную связь имитатора объекта с системой создания деформации и за счет изменения типа деформации (путем ис

I пользования иэгибных колебаний двойного камертона в вертикальной или/и горизонтальной плоскости) позволяет определять круговые диаграммы деформационной чувствйтельности к деформациям изгиба или/и растяжения сжатия без перекрепления виброизмерительного преобразователя.

Использование изобретения при создании устройств для измерения деформационной чувствительности виброизмерительных преобразователей позволя- . ет расширить функциональные возможности, повысить точность и сократить время проведения измерений. Расширение функциональных возможностей обуславливается увеличением количества различных типов деформации, воспроизводимых одним устройством. 1ll37398

17

Составитель K.Ïóêoìñêèé

Редактор Т.Веселова Техред А.Кикемеэей Корректор С.Шекмар

Заказ 10515!33 Тираж 898 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4