Струнный преобразователь механических напряжений

 

Изобретение относится к измери-; тельной технике и может быть использовано для тензометрирования объектов , подверженньпс различного вида нагружениям. Целью изобретения являс ется расширение функциональных воз- .можностей. Цель достигается тем, что разделитель колебаний выполнен со сквозным пазом и снабжен фиксатором для защемления струнного чувствительного элемента, пропущенного через паз, при этом разделитель ко- .лебаний смещен относительно линии, проходящей через опоры, с помощью которых чувствительный элемент размещен на подложке, на которой также закреплен разделитель колебаний, чувствительный элемент снабжен системой возбуждения и съема колебаний, включенной в электронный измерительный блок, на выходе которого формируются сигналы, пропорциональные деформациям сдвига и растяжения,приложенным к подложке. 2 ил. % i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГУБЛИН (51) 4 С 01 1 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУД4РСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4273260/24-1 0 (22) 28 ° 05. 87 (46) 07. 03. 89. Бюл. Р 9 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) А.Б.Нбвиков и С.А.Рыков (53) 531. 781 (088. 8) (56) Туричин А.М. Электрические измерения неэлектрических величин.М.: Госэнергоиздат, 1954, с.180.

Патент Японии У 56-18099, кл. G 01 L 1/10, 1981. (54) СТРУННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к измери-; тельной технике и может быть использовано для тензометрирования объектов, подверженных различного вида

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для тензометрирования объектов, подверженных различным видам внешнего нагружения, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

На фиг. 1 представлен преобразователь; на фиг.2 — блок-схема преобразователя.

Струнный преобразователь механических напряжений (фиг. 1) содержит подложку 1 с установленными на ней крайними опорами 2 и разделителем

3 колебаний. Одна из крайних опор снабжена узлом регулировки натяжения струны, представляющим собой

„„SU „„3464051 А 1 нагружениям. Целью изобретения явля= ется расширение функциональных воз,можностей. Цель достигается тем, что разделитель колебаний выполнен со сквозным пазом и снабжен фиксатором для защемления струнного чувствительного элемента, пропущенного через паз, при этом разделитель ко.лебаний смещен относительно линии, проходящей через опоры, с помощью которых чувствительный элемент размещен на подложке, на которой также закреплен разделитель колебаний, чувствительный элемент снабжен системой возбуждения и съема колебаний, включенной в электронный измерительный блок, на выходе которого формируются сигналы, пропорциональные деформациям сдвига и растяжения,приложенным к подложке. 2 ил.

2 резьбавую пару регулировочной гайки

4,и регулировочного винта 5. Струнный чувствительный элемент 6 жестко закреплен. на регулировочной гайке и

"другим концом к противоположной крайней опоре. При этом средняя часть струны, располагающаяся в сквозном пазу разделителя колебаний, защемлена при помощи фиксирующего винта 7. Таким образом, струнные резонаторы представляют собой участки струны, заключенные между опорами и разделителем колебаний.

Установка для измерения механических напряжений (фиг.2) включает предлагаемый преобразователь механических напряжений, возбудители 8 и

f = f -ref — дГ

О С Р 1

f - fo +dfс Л р

fbi ная определяется только величиной сдвиговых усилий, действующих на тензометрируемый объект, Таким образом, применяя преобразователь и измеряя величины частот f„ и f, можно одновременно судить о величинах усилий, вызывающих деформа40 ции растяжения-сжатия и сдвига в объекте измерения.

Струнный преобразователь механических напряжений, содержащий струнный чувствительный элемент, прикреп.ленный через опоры к подложке, и разделитель колебаний, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, разделитель колебаний снабжен сквозным пазом и фиксатором для защемле. ния струнного чувствительного элемента, пропущенного через паз, при этом разделитель колебаний смещен относительно оси, проходящей через опоры, и закреплен ка подложке.

1464 приемники 9 электромагнитных колебаний, электронный измерительный блок 10.

Электронный измерительный блок обеспечивает возбуждение резонансных колебаний струнных чувствительных элементов, выделение электрических сигналов с частотами fr и f колебаний участков струны и измерение частоты электрических сигналов 1.„ и Й .

Ро величине частот f, и f,> судят о ! величинах приложенных к объекту

Р змерения нагрузок.

Преобразователь работает. следую1цим образом.

Отводят фиксирующий винт 7 (фиг. 1) и тем самым освобождают струнный чувствительный. элемент от защемления, в разделителе колебаний. При вращении регулировочного винта S измеряют частоту сигнала Е,, которая в случае ,ненагруженного преобразователя совпа дает с собственной частотой колебаний участков струны, заключенных между опорами и разделителем коле-! ! баний. Добившись необходимого натяжения струны, соответствующего соб,ственной частоте колебаний струнных резонаторов f» эащемляют струну в р аз делителе коле баний при помощи фиксирующего винта 7.

Работа. преобразователя, устarrasленного на объекте, подвергающемся деформациям растяжения-сжатия и одновременно деформациям сдвига, заключается в том, что действие растягивающе-сжимающих сил, приложенных к тензометрируемому объекту и направленных по линии, соединяющей основания крайних опор преобразователя, приводит,к уменьшению напряжения в обоих участках струны. Это вызывает уменьшение частоты их,собственных колебаний, .Действие усилий, вызываю.— щих деформации сдвига .и направленных перпендикулярно линии, соединяющеи основания крайних опор преобразователя, приводит к изменению напряжений. в .обоих участках струны разного знака. Собственная частота колебании одного участка струны возрастает, другого — уменьшается. Если обозна,— ,чить D f, величину изменения собст венной частоты колебаний участка струны при действии сдвиговых усилий, а Dfр обозначить величину изменения собственной частоты колебаний участка струны при действии сил

0S1 растяжения-сжатия, то собственные частоты колебаний участков струны и f при наличии обоих силовых к воздействий можно выразить равенствами

В равенствах (1) знак "-" перед величиной B fr соответствует действию сжимающих усилий. В случае действия растягивающих усилий сле(! 11 дует заменить его на знак +

Очевидно,l что частота f,, равотличается от начальной резонансной частоты колебаний участков струны на величину Л Ер, зависящую только от величины приложенной к объекту растягивающе-сжимающей силы.

С другой стороны, частота равная

f =- — — — -- — = af

fr ..г (3) с

Формула и з о б р е т е н и я

1464051

6 с, Составитель А. Северин

Техред M.Äèäûê Корректор С.Черни

Редактор Н.Лазаренко

Заказ 817/46 Тираж 788 Подписное

ВНИИПЯ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101