Устройство для измерения деформаций и усилий

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения деформаций и усилий. Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых деформаций и усилий. Устройство для измерения деформаций и усилий содержит упругий элемент в виде цилиндрической пружины 1, расположенной между жестко поджатыми к ее торцам площадками 2 и 3. Параллельно оси пружины 1 расположен виброчастотный преобразователь 4 с упругим элементом 5 с нелинейной характеристикой . Преобразователь одним концом закреплен на жесткой площадке 2, а другим связан с жесткой площадкой 3 через кулачковый ударник 6. Измерение деформаций . усилив производят после возбуждения упругой волны и установления частоты собственных колебаний виброчастоткого преобразователя 4, изменяющейся при деформации нелинейного упругого элемента 5. 1 ил. Р S К 4 10

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 011 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4816615/10 (22) 10.02.90 (46) 23.06.92. Бюл. ¹ 23 (71) Западная государственная зональная машиноиспытательная станция (72) В. В, Михайлов, А.Д. Ефимов, А.В. Короткевич, В.Н, Ксендзов и С.П. Мурашко (53) 531.781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹553489,,кл. G 01 (3/10, опублик. 1977, Авторское свидетельство СССР № 220588, кл, G 01 1 1/10, 1967, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ И УСИЛИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения деформаций и усилий. Цель изобретения — расширение диапазона измеря„„ 42 „„1742646 А1 емых деформаций и усилий. Устройство для измерения деформаций и усилий содержит упругий элемент в виде цилиндрической пружины 1, расположенной между жестко поджатыми к ее торцам площадками

2 и 3, Параллельно оси пружины 1 расположен виброчастотный преобразователь 4 с упругим элементом 5 с нелинейной характеристикой, Преобразователь одним концом закреплен на жесткой площадке 2, а другим связан с жесткой площадкой 3 через кулачковый удаоник 6. Измерение деформаций . усилий производят после возбуждения упругой волны и установления частоты собственных колебаний виброчастотного преобразователя 4, изменяющейся при д=.формации нелинейного упругого элемента 5, 1 ил, 1742646

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения деформаций и усилий.

Известен ряд устройств по измерению обобщенных деформаций и усилий — участков силовых цепей, например, посредством одного или нескольких датчиков относительного поворота контролируемых сечений валов.

Ряд устройств использовали различные физические эффекты. например магнитоупругие.

Однако эти способы и устройства обладают весьма существенным недостатком— требуется монтаж специальных датчиков в различных точках силовой цепи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является конструкция виброчастотного датчика обобщенной механической силы.

Устройство содержит упругий элемент в виде цилиндрической пружины, расположенной между жесткими площадками, поджатыми к торцам пружины, и виброчастотный преобразователь, установленный параллельно оси пружины, одним концом связанный с первой жесткой площадкой, По изменению эффекта преобразователя деформация — электрический сигнал последний поступает на регистрирующее устройство, Недостаток известного способа — сравнительно узкий диапазон измеряемых деформаций или усилий, обусловленный ограниченными возможностями струнного преобразователя, Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых усилий и деформаций, Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем упругий элемент в виде цилиндрической пружины, жесткие площадки, поджаты к торцам пружины, и виброчастотный преобразователь деформации, установленный параллельно оси пру>кины, один конец которого связан с первой жесткой площадкой, в последний вводят устройство для ударной нагрузки, выполненное в виде кулачкового ударника, размещенного между второй жесткой площадкой и виброчастотным преобразователем деформации, который выполнен в виде упругого элемента с нелинейной характеристикой, Благодаря наличию упругого элемента с нелинейной характеристикой система под воздействием усилий со стороны жестких площадок изменяет частоту собственных

40 колебаний, импульсно возбуждаемых кулачковым ударником, которая регистрируется и по которой судят в дальнейшем о деформации (усилии) пружины, На чертеже изображено устройство.

Устройство содержит упругий элемент 1 в виде цилиндрической пружины, жесткие площадки 2 и 3, поджатые к ее торцам, виброчастотный преобразователь 4 деформации с упругим элементом 5 с нелинейной характеристикой.

Преобразователь 4 установлен параллельно оси упругого элемента 1 и одним концом связан с первой жесткой площадкой

2. Другим концом преобразователь 4 связан с другой жесткой площадкой 3 через кулачковый ударник 6.

Устройство может дополнительно содержать комплект аппаратуры в виде датчика 7 и регистрирующего прибора 8. Для усиленич амплитуды колебаний в силовой контур нелинейного элемента может быть дополнительно введена регулируемая инерционная масса 9, Максимальная величина жесткости элемента 5 выбирается всегда намного ниже жесткости цилиндрической пружины 1, Устройство работает следующим образом.

Нагружая пружину 1 усилием, в определенные детерминированные моменты времени для фиксированных относительных положений площадок 2 и 3 кулачковым ударником 6 задают импульс упругой волны в виброчастотном преобразователе 4, в котором в результате изменения жесткости нелинейного упругого элемента 5 изменяется собственная частота колебаний, По частоте колебаний от датчика 7 судят о деформации (нагрузке), действующей на элемент 1, Формула изобретения

Устройство для измерения деформаций и усилий, содержащее упругий элемент B виде цилиндрической пружины, жесткие плошадки, поджатые к торцам пружины, и ви рочастотный преобразователь деформации, установленный вдоль оси пружины, один конец которого связан с первой жесткой площадкой, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых деформаций и усилий, в него введен кулачковый ударник, размещенный между второй жесткой площадкой и виброчастотным преобразователем деформации, который выполнен на основе упругогс элемента с нелинейной характеристикой.