Устройство для измерения механических величин

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5D 4 G 0 1 1 1 / 00 1 / 1 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ р -

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3538053/24-10 (22) 06 ° 01. 83 (46) 15.01.86. Вюл. В 2 (7 1) Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (72) М.С.Хлыстунов (53) 531. 781 (088. 8) (56) Патент США Ф 3888115, кл. G 01 В 7/16, С 01 L 1/10, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Ф 808840., кл. G 01 P 15/00, 1980. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, содержащее упругий элемент, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда, на противоположных гранях которого размещены излучатель и приемник акустических волн, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения раэрешающей способности, в него введен второй идентичный упругий элемент с излучателем и приемником акустических волн, соединенный с первым по одной из свободных граней через звукоиэолирующую прокладку, и измерительные нониусные приемники акустических колебаний, размещенные на других свободных гранях обоих упругих элементов.

120а974

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для первичного преобразования вибросейсмических сигналов, а также может быть использовано в телеизмерительной аппаратуре общепромышленного назначения, предназначенной для регистрации механических величин, Цель изобретения — повышение разрешающей способности.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство для измерения механических величин, Вариант конструктивного Выполнения, на фиг. 2 — схема распределения амплитуд акустических волн, на фиг. 3 — измерительный нониусный приемник акустических колебаний, вариант конструктивного выполнения °

Устройство (фиг. 1) содержит два упругих элемента 1 H 2, выполненных в виде прямоугольных параллелепипедов, соединенных между собой через звукоизолирующую прокладку 3. На противоположных гранях упругих элементов 1 к 2 размещены соответственно излучатели 4 и 5, приемники

6 и 7 акустических волн и контактные пластины 8 и 9. На других гранях упругих элементов 1 к 2 размещены .измерительные нониусные приемники I0 и 11 акустических колебаний. Но-. ниусный приемник (фиг.3) состоит нз подложки l2, например, пьезоэлектрической с нанесенными на нее электроцами 13 с выводами 14.

Устройство для измерения механических величин работает слецующим образом.

При отсутствии измеряемого механического воздействия на контактных пластинах 8 и 9 устройства (фиг.1), акустические волны, излучаемые излучателями ч и 5, через упругие эле— менты 1 и 2 поступают на приемники

6 и 7 соответственно. Если скорости распространения акустических волн в упругих элементах 1 к 2 равны, го сигналы на выходах приемников нахо5

1О

1 ю.

2О

3О

4О

41 5 дятся в фазе, а при их дифференциальном включении разностный сигнал равен нулю. Также находятся в фазе сигналы на выходах смежных электродов 13 нониусных приемников 10 и

11. При,подаче измеряемого воздейст- вия 1. на контактные пластины 8 и 9 устройства упругие элементы подвергаются механическим деформациям и в них изменяется скорость распространения волн, что обусловлено эвукоупругим эффектом. Если, например, коэффициенты звукоупругого эффекта в материалах упругих элементов 1 и имеют противоположные знаки, илк идентичные по нелинейным свойствам упругие элементы подвергаются несимметричным деформациям, то тогда равенство фаз на выходах приемников 6 и 7 нарушается и раэностный сигнал БЧ на выходе устройства пропорционален величине измеряемого механического воздействия F.

Однако выходной сигнал Uy устройства соответствует разности фаз акустических волн, поступающих на приемники б к 7, поэтому его статическая характеристика является периодической и при большой амплитуде измеряемого воздействия, когда разность фаз превысит Ji/2, она теряет однозначность отсчета. Во избежание ухудшения разрешающей способности устройства при больших амплитудах измеряемого воздействия F плоскости синфазности акустических колебаний

В упругих элементах 1 и 2 смещаются также вдоль нониусных приемников 10 и 11 и переходят с одной пары смежных электродов этих приемников на другую (фиг.2), Таким образом, регистрируя положение синфазных смежных пар электродов 13 на нониусных приемниках 1О к 11, можно исключить неопределенность отсчета, обусловленную периодической статической характеристикой устройства и повысить его разрешающую способность.

1204974

79

ФАЗ

Составитель В.Годзиковский

Техред И.Асталош Корректор Е.Рошко

Редактор С.Лисина

Заказ 8517/42 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

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

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