Струнный датчик

 

Изобретение относится к электрическим измерениям неэлектрических величин и позволяет повысить точность измерений. В корпусе 1 размещен измерительный элемент 2 в виде струны с постоя нным натяжением. При измерениях перемещением подвижного нагружающего элемента 3 с цилиндрическим наконечником 5 с сооснькш отверстиями 6 изменяется длина рабочих участков 10 и 15 струны. Контроль стабильности натяжения струны осуществляется посредством участка 7 постоянной длины и электромагнитными преобразователями 8,9. На оси 26, закрепленной на элементе 3, установлены три шестерни 20-22 с соотношением числа зубьев, равным 100:63:37. Шестерни . 20-22 контактируют с зубчатыми рейками 23-25 соответственно. В корпусе 1 соосно размещены четыре подвижных элемента 13,14,18,19, на. которых жестко закреплены электромагнитные преобразователи 11,12,16, 17. По разности частот или периодов колебаний рабочих участков струны судят о величине перемещения элемента 3. 1 з.п, ф-лы, 1 ил. i (Л

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 L 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4178597/24-10 (22) 06.11.86 (46) 23.08.88, Бюл. М - 31 (72) Н.Н, Гусев и А.M Бобровников (53) 531.781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 372464, кл, G 01 L 1/10, 1973.

Авторское свидетельство СССР

У 583371, кл. G 01 В 17/04, 1977. (54) СТРУННЫЙ ДАТЧИК (57) Изобретение относится к электрическим измерениям неэлектрических величин и позволяет повысить точность измерений. В корпусе 1 размещен измерительный элемент 2 в виде струны с постоянным натяжением. При измерениях перемещением подвижного нагружающего элемента 3 с цилиндрическим наконечником 5 с соосны: и отверстия„„SU„„1418582 А1 ми 6 изменяется длина рабочих участков 10 и 15 струны. Контроль стабильности натяжения струны осуществляется посредством участка 7 постоянной длины и электромагнитными преобразователями 8,9. На оси 26, закрепленной на элементе 3, установлены три шестерни 20-22 с соотношением числа зубьев, равным 100:63:37. Шестерни 20-22 контактируют с зубчатыми рейками 23-25 соответственно.

В корпусе 1 соосно размещены четыре подвижных элемента 13,14,18,19, на, которых жестко закреплены электромагнитные преобразователи 11,12,16, 17, По разности частот или периодов колебаний рабочих участков струны судят о величине перемещения элемента 3. 1 з.п, ф-лы, 1 ил.

1418582

Изобретение относится к области электрических измерений неэлектриЧеских величин, Цель изобретения — повышение точности.

На чертеже представлен предлагаемый датчик.

Датчик содержит корпус 1, измерительный элемент 2 в виде струны постоянным натяжением, подвижный лемеит 3, воспринимающий перемещеие и с помощью тяги 4 жестко свяаниый с наконечником 5, выполненым в виде полого цилиндра с соосными отверстиями 6 в торцах цилиндра, ф которых установлена струна с возможностью перемещения по скользящей осадке, выделяющих внутри цилиндра участок 7 струны постоянной длины.

На образующей цилиндра на растоянии 0,37 длины участка 7 труны постоянной длины от скольящих посадок закреплены первый 8 и торой 9 электромагнитные преобразоатели. Под первым рабочим участком

10 струны расположены третий 11 и четвертый 12 электромагнитные преобразователи, жестко закрепленные соответственно на втором 13 и третьем

14 подвижных элементах, выполненных в виде полых усеченных цилиндров.

Под вторым рабочим участком 15 стру.ны .расположены пятый 16 и шестой 17 электромагнитные преобразователи, жестко закрепленные соответственно на 35 четвертом 18 и пятом 19 подвижных элементах, выполненных в виде полых усеченных цилиндров. Второй 13 и третий 14 подвижные элементы расположены так, что расстояния от центров 40 третьего 11 и четвертого 12 электромагнитных преобразователей до места крепления первого рабочего участка

10 струны в корпусе 1 датчика составляют соответственно 0,37 и 0,63 дли- 45 ны (1,) первого рабочего участка 10 струны. Четвертый 18 и пятый 19 подвижные элементы расположены так, что расстояния от центров пятого

16 и шестого 17 электромагнитных преобразователей до места крепления второго рабочего участка 15 струны в корпусе 1 датчика составляет соответственно 0,63 и 0,37 длины (1э) второго рабочего участка 15 струны.

Зубчато-реечный механизм ориентации положения электромагнитных преобразователей состоит из первой 20, второй

21 и третьей 22 шестерней, диаметры которых относятся как 100:63:37,. и первой 23, второй 24 и третьей 25 зубчатых реек. Шестерни жестко скреплены между собой и имеют общую ось

26 вращения, закрепленную на подвижном элементе 3 ° Первая зубчатая рейка 23 неподвижно закреплена на внутренней поверхности корпуса 1 датчика и входит в зацепление с первой шестерней 20, вторая зубчатая рейка

24 жестко закреплена с вторым 13 и пятым 19 подвижными элементами IIo средством тяг 27 и входит в зацепление с второй шестерней 21, третья зубчатая рейка 25 жестко скреплена с третьим 14 и четвертым 18 подвижными элементами посредством тяг 28 и входит в зацепление с третьей шестерней 22. Герметизация корпуса датчика осуществляется за счет сильфона 29 °

Датчик работает следующим образом.

При измерениях перемещается подвижный элемент 3 с наконечником 5,, выполненным в виде полого цилиндра, который с помощью соосных отверстий

6 изменяет длины рабочих участков

10 и 15, одного в сторону увеличения, второго в сторону уменьшения. 0 вели чине перемещения судят по разности частот или периодов колебаний рабочих участков струны. Выделенный участок 7 струны внутри цилиндра 5 с помощью соосных отверстий 6 всегда остается постоянной длины. Этот участок совместно с первым g и вторым

9 электромагнитными преобразователями используется для контроля стабильности натяжения струны, Коррекция положения электромагнитных преобразователей осуществляется следующим образом.

При измерениях перемещается первый элемент 3, на котором закреплена ось 26 жестко соединенных между собой первой 20, второй 21 и третьей

22 шестерней, диаметры которых относятся как 100:63:37. Перемещение первого подвижного элемента 3 относительно корпуса 1 на величину А вызывает увеличение длины (1„), первого рабочего участка 10 струны на величину А, после чего длина первого рабочего участка 10 станет равняться величине 1,+А, Аналогичным образом длина второго рабочего участка 15 уменьшится до величины 13-А.

Перемещение первого подвижного элеФормула изобретения

1. Струнный датчик, содержащий закрепленную в корпусе струну, подвижный нагружающий элемент, связанный с наконечником, имеющим два соСоставитель А.Экономов

Техред А.Кравчук

Редактор Е,Папп

Корректор Н,Король

Заказ 4144/39 Тираж 847

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 141858 мента 3 вызывает вращение блока шестерней, а следовательно, и перемещение второй зубчатой рейки 24 на величину 0,63А, а третья зубчатой рейки 25 на величину 0,37А относи5 тельно оси 26. Таким образом, расстояние третьего электромагнитного преобразователя 11 от места закрепления первого рабочего участка 10 струны в корпусе 1 становится равным

0,37(1„+А), а расстояние четвертого электромагнитного преобразователя 12 от места закрепления первого рабочего участка 10 струны в корпусе

1 -0,63(1„+А) . Аналогично можнодокаэать, что расстояние электромагнитного преобразователя 16 от места закрепления второго рабочего участка 15 струны в корпусе 1 равно 0,63(1 -А), расстояние шестого электромагнитного преобразователя 17 от места закрепления второго рабочего участка

15 струны в корпусе 1-0,37(1 -А).

Таким образом, расстояние от цент- 28 ров электромагнитных преобразователей при любом положении подвижного элемента 3 сохраняется равным 0,37 длины рабочих участков струны от точек их закрепления в корпусе датчика или скользящих посадок наконечника 5.

Датчик при этом в целом обеспечивает колебание всех трех участков струны на первой гармонике с максимально возможным подавлением высших гармоник независимо от положения первого подвижного элемента 3, осных отверстия, три электромагнитных преобразователя, первый из которых закреплен на наконечнике, и упругий элемент, связанный с нагружающим элементом, о т л и ч а ю щ .и йс я тем, что, с целью повышения точности, он снабжен установленными соосно в корпусе четырьмя подвижными элементами, тремя шестернями с заданным соотношением числа зубьев, жестко закрепленными на оси, установленнрй на подвижном нагружающем элементе, и тремя зубчатыми рейками, первая из которых закреплена в корпусе с возможностью взаимодействия с большей шестерней, вторая — со средней шестерней, третья — с малой шестерней, при этом третья рейка связана с двумя подвижными элементами, расположенными по разные стороны от наконечника, вторая рейка — с двумя подвижными элементами, расположенными по разные стороны от первых двух подвижных элементов, на наконечнике установлен второй электромагнитный преобразователь, а на каждом подвижном элементе установлено по одному электромагнитному преобразователю на расстоянии, пропорциональном заданному соотношению числа зубьев от длины рабочих участков струн от точки закрепления в корпусе, а электромагнитные преобразователи, установленные на наконечнике, разнесены на расстояние, пропорциональное этому же соотношению от длины участка струны между двумя соосными отверстиями.

2. Датчик по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью уменьшения энергетических затрат, заданное соотношение числа зубьев шестерен равно 100:63:37 °