Струнный преобразователь усилия в частотный сигнал

 

ч

Всесоюзная патентно-техничсс .ая и и- с "Х" Й и

255625

Сова Советских

Социалистических

Респтблик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕ,ПЬ СТВУ

Зависимое от аьт. свидетельства ¹

Заявлено 29Х.1968 (№ 1244224118-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 28.Х.1969. Бюллетень ¹ 33

Дата опубликования описания 20.|||.1970

Кл. 42k, 45 03

МПК G Oll

УДК 531.784(088.8) Комитет по делам иао0ретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

В. А. Зимоха, В. И. Кузаков, |О. И. Цодиков и В. Л. Кенигсберг

Заявитель

Государственный научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения

СТРУННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УСИЛИЯ

В ЧАСТОТНЪ|Й СИГНАЛ

f= V

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к технике измерения усилий.

Известные струнные преобразователи усилий в частотный сигнал, содержащие рычаг с пружиной, воспринимающей усилие, струну, закрепленную на плече рычага и основании, и преобразователь, не позволяют линеаризовать выходную хара ктеристику.

Данное изобретение устраняет указанный недостаток тем, что струна в предложенном преобразователе натянута в плоскости, образованной плечом рычага и его осью вращения.

На чертеже изображен струнный преобразователь, общий вид.

Он содержит рычаг 1 с упругой пружиной, например торсионом 2, являющимся опорой, и струну 8, натянутую на плече рычага 1 и оснований преобразователя 4 в плоскости, образованной плечом рычага 1 и его осью вращения (осью торсиона) .

Струна 8 расположена в зазоре постоянного магнита б и включена в схему автогенератора б (преобразователя частоты ко,-,ебa 0té струны в частотный выходной сигнал).

Преобразователь работает следующим образом. Входное усилие P воздействует на конец рычага 1. При этом рычаг поворачивается вокруг опоры 2 (торсиона) на угол ð, пропорциональный входному усилию P и определяемый степенью деформации торсиона 2.

Одновременно с этиAI KQHcll, cTph IIbl, закрепленный на плече рычага 1, также совершает перемещение, пропорциональное углу q, а возникающas. при этом деформация струны пропорциональна <р - при относительно малых углах поворота рычага.

Частота колебаний струны зависит от уси10 лия, растягивающего ее (1 / где f — частота колебаний струны; — длина

15 струны; Q — растягивающее усилие; р плотность струны: S — - площадь поперечного сечения струны.

Преобразуя эту формулу, получим где К вЂ” коэффициент пропорциональности; е — — относительное удлинение струны(деформация струны). Так как в преобразователе

25 деформация струны пропорциональна углу поворота рычага р, а следовательно, и входном : силию Р, то

К,Р, 30 где К, — коэффициент пропорциональности, 255625

Составитель С. М, Шутова

Редактор Т. В. Данилова Текред Л. Я. Левина Корректор P. И. Крючкова

Заказ 505, 4 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва К-35, Раушская наб., д. 4)5

Типография, пр. Сапунова, 2

Размещение струны в ноле постоянного магнита 5 и включение ее в схему автогенератора

6 позволяет преобразовать частоту ее колебаний в равную ей частоту переменного тока, измеряя которую можно судить о величине входного усилия.

Таким образом, размещение струны в плоскости, образованной плечом рычага и его осью вращения, позволяет получить линейную зависимость между входным усилием и частотой колебаний выходного сигнала.

Нелинейность такого преобразователя тем меньше, чем меньше начальное усилие растяжения струны при угле поворота рычага, равном нулю.

Предмет изобретения

5 Струнный преобразователь усилия в частотный сигнал, содержащий рычаг с пружиной, воспринимающей усилие, струну, закрепленную на плече рычага и основании, и преобразователь частоты колебания струны в частот10 ный выходной сигнал, отличающияся тем, что, с целью линеаризации выходной характеристики, струна натянута в плоскости, образованной плечом рычага и его осью вращения.