Датчик силы воздействия струи

 

Датчик силы воздействия струи относится к силоизмерительной технике и предназначен для измерения воздействия на преграду струи с переменными параметрами . Целью изобретения является повышение точности измерения. Установку О устройства производят перед началом измерения при помощи катушки индуктивности и сопротивления. При сборке дроссель 7 ставится в среднее положение. Затем производят ряд опытов для определения зависимости положения дросселя 7 от температуры гидропласта датчика. В результате опытов определяют то положение иглы 9, при котором устанавливается размер в конусном зазоре 17. При действии струи на крышку 3 деформируется кольцевая мембрана 4. Это приводит к изменению давления гидропласта в полости 2 корпуса 1, которое по каналу 16 через конусообразный зазор 17, вырезы держателя 8 иглы, канал 19. камеру 15, канал 20 переходника 11 передается к измерительному прибору 14. В нем давление преобразуется в электрический сигнал, который идет на второй вход регистрирующего прибора 32. 2 ил. ill KISS e л /V/ / / -д, ppgf W/ЯУ/, 49 п 1 ё о ел о СО го

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 1 1/02

ГОСУДАРСТВЕ I+IblA КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф Р J tб /б У б Л ос (Я ф

ЬЭ

gbg1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4477186/10 (22) 24.08.88 (46) 07.06.91. Бюл. %21

P1) Донецкий политехнический институт

{72) B.Ã.Àäàìîâ и В.В.Хлобыстов

{53) 531.781 {088.8) (56) Авторское свидетельство СССР .

М 453593, кл. G 01 Lá 1/02, 1974.

Авторское свидетельство СССР

hh 301574, кл. G 011 1/02, 1972.

{54) ДАТЧИК СИЛЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ СТРУИ (57) Датчик силы воздействия струи относится к силоизмерительной технике и предназначен для измерения воздействия на преграду струи с переменными параметрами. Целью изобретения является повышение точности измерения. Установку 0 устройства производят перед началом из„„ Ы„„1б54б82 А1 мерения при помощи катушки индуктивности и сопротивления. При сборке дроссель

7 ставится в среднее положение. Затем производят ряд опытов для определения зависимости положения дросселя 7 от температуры гидропласта датчика, В результате опытов определяют то положение иглы 9, при котором устанавливается размер в конусном зазоре 17. При действии струи на крышку 3 деформируется кольцевая мембрана 4. Это приводит к изменению давления гидропласта в полости 2 корпуса

1, которое по каналу 16 через конусообразный зазор 17, вырезы держателя 8 иглы, канал 19, камеру 15, канал 20 переходника

11 передается к измерительному прибору

14. В нем давление преобразуется в электрический сигнал, который идет на второй вход регистрирующего прибора 32. 2 ил, Изобретение относится к силоизмерительной технике, в частности предназначе. но . для измерения силы действия постоянной силы пульсирующей струи переменной температуры на преграду.

Целью изобретения является повышение точности измерения воздействия струи с переменными параметрами на преграду.

На фиг.1 показан датчик, разрез; на фиг.2 — электрическая схема датчика.

Датчик силы воздействия струи содержит корпус 1 с полостью 2, крышку 3, кольцевую мембрану 4, гнездо 5, выполненное в виде стакана и соединенное с корпусом 1 резьбой 6, дроссель в виде стержня 7 с держателем 8 и конусной иглой 9, закрепленного подвижно в гнезде 5 посредством резьбы 10, переходник 11, прикрепленный резьбой 12 к дросселю 7, резьбу 13, к которой присоединен измеритель 14 давления, полости 15 — 20, стопорные гайки 21 и 22, жестко соединенные с дросселем 7, зубчатое колесо 23, блок 24 автоматичкеской регулировки дросселя (БАРД) и блок 25 автоматической компенсации дрейфа нуля (БАКДН), при этом в БАКДН 25 входят термопара 26, являющаяся датчиком температуры гидропласта, источник 27 постоянного тока, вольтметр 28, подстроечное сопротивление 29, сопротивления 30 и 31, выход мостовой схемы БАКДН, 25 подключен к входу регистратора 32 давления, в данном случае осциллографом, БАРД 24 содержит термопару 33 (применение независимых одна от другой термопар повышает точность измерения), которая является плечом индуктивно — резистивной мостовой схемы, состоящей из подстроенного сопротивления 34, источника 35 переменного напряжения, вольтметра 36, и датчика 37 перемещения, которым является в данном случае катушка индуктивности, жестко закрепленная в гнезде 5 стержня 7, подстроечную катушку 38 индуктивности, элемент

39 задержки, сумматор 40, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 41, программнопреобразующее запоминающее устройство (ППЗУ) 42, цифровой аналоговый преобразователь (ЦАП) 43, выход сумматора 40 соединен с электромеханическим приводом 44, который через жесткую связь 45 соединен с зубчатым колесом 23, стержнем 7, держателем 8 и иглой 9.

Датчик работает следующим образом, Перед началом измерения, после того, как Собран датчик, производят установку нуля сердечником катушки 38 индуктивности и подстроечным сопротивлением 34 добиваются показания нуля вольтметра 36, а подстроечным сопротивлением 29 — нуля вольтметра 28. При сборке дроосель 7 ставится в среднее положение. Затем прОизводится ряд опытов для определения зависимости положения дросселя 7 от температуры гидропласта датчика, при которой переходная характеристика остается постоянной и необходимой, для каждого вида гидроплаата датчика будет своя такая зависимость. В результате опытов определяют то положение иглы 9, при кочором устанавливается размер в конусном зазоре, обеспечивающий наилучшие амплитудночастотные характеристики датчика. Полученные значения положения программируются в ППЗУ 42.

При воздействии струи на крышку 3 деформируется кольцевая мембрана 4. Это приводит к изменению давления гидропласта в полости 2 корпуса 1, которое по каналу

16 через конусообразный зазор 17, вырезы держателя 8 иглы, канал 19, камеру 15, кэнал 20 переходника 11 передается к измерителю 14, где давление гидропласта

25 преобразуется в электрический сигнал, который идет на 2-й вход регистратора 32.

Применение гидропласта дает возможность, вследствие его практической несжимаемости, фиксировать широкий диапазон

35 частот воздействия струи. При изменении температуры струи, а следовательно; и датчика меняются вязкость и внутриполостное давление гидропласта, что приводит к ухудшению характеристик. Сигнал от термопары 26 поступает в БАКДН 25, где он вызывает появление на вольтметре 28 сигнала, свидетельствующего о появлении положительного или отрицательного температурного давления гидропласта, и далее это напряжение поступает нэ 1-й вход регистратора 32, где происходит компенсация погрешности, вызванной температуржительного напряжения с вольтметра 28 на основное напряжение, которое несет информацию о воздействии струи и поступает в регистратор 32 на 2-й вход с измерителя 14.

Электрический сигнал о температуре гидропласта с термопары 33, расположенной в полости 2 корпуса 1, поступает на 3-й и 4-й входы БАРД. Если при этом показания вольтметра 36 равны нулю, то никаких воздействий со стороны БАРД на устройство не происходит. При. изменении температуры гидропласта сигнал с термопары 33 служит причиной нарушения электрического равновесия мостовой схемы БАРД 24 и появления напряжения на вольтметре 36, который отклоняется от нулевой отметки в отрицатель55 ным давлением путем наложения соответственно отрицательного или поло1654682 ную (при недостаточной температуре гидропласта для существования лучшей переходной характеристики) или в положительную сторону (при избыточной температуре гид- 5 ропласта по сравнению с температурой, при которой сохраняется лучшая переходная характеристика. Далее сигнал с вольтметра 36 поступает одновременно на элемент 39 задержки электрического сигна- 10 ла и АЦП 41. Элемент задержки является

Г-образным фильтром для низких частот, а

АЦП 41 преобразует сигнал из аналогового в цифровой и передает его в ППЗУ 42, откуда в виде цифрового кода поступает уста- 15 новка, которая заранее занесена туда с помощью программатора и которая меняется по строгой зависимости от компенсации на входе ППЗУ 42. Выйдя из ППЗУ 42, сигнал из цифрового преобразуется в аналого- 20 вый в ЦАП 43 и далее идет на сумматор 40, в котором сигналы с элемента 39 задержки и ЦАП 43 накладываются один на другой и их сумма поступает на вход электромеханического привода 44, который будет вращать- 25 ся в направлении, зависящем от знака суммы, Электромеханический привод 44 приводит в действие зубчатое колесо 23. оно, в свою очередь, приводит во врашательно-поступательное движение дроссель 30

7, который перемещает иглу 9, являющуюся сердечником катушки 37. Вследствие неодинакового по длине диаметра иглы 9 ее перемещение вдоль оси катушки 37 индуктивности вызывает у последней перемену 35 индуктивности. Сигнал от измененной индуктивности поступает на 1-й и 2-й входы

БАРД. Перемещение конусной иглы 9 происходит до тех пор, пока индуктивность катушки 37 не станет такой, чтобы 40 восстановить электрическое равновесие в мостовой схеме и, соответственно, показания вольтметра установить в нуль, оставив при этом дроссель 7. Площадь конусообразного зазора 17 примет положение, обеспе- 45 чивающее наилучшую постоянную переходную характеристику. Следовательно, точность измерения температуры остается лучшей и постоянной, Применение в БАРД

24 мостовой индуктивно-резистивной схемы позволяет резко повысить чувствительно БАРД и вовремя реагировать на изменение температуры, что очень важно для точности измерения при высокихчастотах воздействия струи.

Формула изобретения

Датчик силы воздействия струи, содержащий корпус, "îåäèíåííûé мембраной с крышкой, наполненный гидроплатом, измеритель и регистратор давления, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измере - ия, в него введены две термопары, расположенные между корпусом и крышкой, электромеханический привод, регулируемый дроссель, блок автоматической регулировки дросселя, блок автоматической компенсации дрейфа нуля, при этом регулируемый дроссель выполнен в виде стержня, снабженного держателем с конусной иглой, гнездом с закрепленным на его внутренней поверхности датчиком положения, выполненным в виде катушки индуктивности и зубчатым колесом, причем гнездо выполнена в виде стакана, донной частью соединенного с корпусом датчика, а внутренняя часть гнезда снабжена резьбой, на которой закреплен с возможностью перемещения стержень, при этом стержень соединен посредством зубчатого колеса с элементомеханическим приводом, командная часть которого соединена с выходом блока автоматической регулировки дросселя, к одному входу которого подключен датчик положения, а к другому — одна из термопар, причем вход блока автоматической компенсации дрейфа нуля подключен к другой термопаре, а выход соединен с регистратором давления.

1654682

Составитель M . .Пахомов .

Редактор О, Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор О. 0ипле

Заказ 1945 Тираж 358 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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