Устройство для измерения механических величин

 

363857

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союа Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено ОЗ.Ч1.1971 (йет 1666118/25-28) с присоединением заявки №

Приоритет

М. Кл. С 01b 7/02

G 08с 9/04

Комитет по делам иаобретвиий и открытий при Совете Миииотров

СССР

УДК 531.717(088.8) Опубликовано 25.Xll.1972. Бюллетень № 4 за 1973

Дата опубликования описания 7.11.1973

-".т . т

I, Авторы изобретения

l с

В. П. Коротков и Ю. В. Скачко

) l

Московский институт электронного машиностроения

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Изобретение относится к измерительной технике.

Известно устройство для измерения механических величин, например перемещений, содержащее узел, передающий измеряемую величину, связанный с ним преобразователь измеряемой величины в электрический сигнал, выполненный в виде дифференциального струнного преобразователя, и подключенный к выходу датчика регистрирующий блок.

Недостатком указанного устройства является невысокая точность измерения из-за нелинейности характеристики преобразования измеряемой величины в частоту.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что узел, передающий измеряемую величину, выполнен в виде штока, подвижного в направлении, параллельном струнам, и снабженного установленными на нем наконечниками, каждый из которых касается одной струны и изменяет ее рабочую длину при перемещении штока.

Указанное отличие повышает точность измерения.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 — схема регистрирующего блока.

Устройство содержит корпус 1, на котором закреплены с помощью металлических накладок 2 и 8 две идентичные струны 4 и 5, расположенные на одной прямой и помещенные в поле постоянных магнитов б. Коэффициенты линейного расширения корпуса и струны подобраны таким образом, чтобы обеспечить по5 стоянство натяжения обеих струн в широком диапазоне температур.

В корпусе 1 в безлюфтовых направляющих с трением качения установлен шток 7, имеющий два выполненных из агата и отполирован10 ных наконечника 8, касающихся поверхности каждой из струн 4 и 5, включенных в электромеханическии колебательный контур автогенераторов 9 и 10, сигнал с которых поступает н» вход регистрирующего блока. Последний

15 содержит делители 11 и 12 частоты, формирователи 13 и 14 импульсов, реле 15 времени, кварцевый генератор 17, генератор 1б меток времени, селектор 18 и электронный счетчик импульсов с цифровой индикацией 19.

20 Устройство работает следующим образом.

При перемещении штока на величину, равную измеряемому перемещению, рабочая длина одной из струн увеличивается, а другой настолько же уменьшается. Частоты колебаний

25 струн можно представить в следующем виде:

2((o+ S) p 2(l — S) где f> — частота собственных колебаш1й стру30 ны 5;

363857

Риг. 1

f — частота колебаний струны 4;

4 — начальная длина каждой из струн;

S — измеряемое перемещение.

Разность периодов колебанию будет равна

1 так как о=сопз1 в силу подбора коэффициента линейного расширения материала корпуса и материала струны, то ЛТ является линейной функцией измеряемого перемещения.

При изменении рабочих длин струн изменится период их собственных колебаний. Для точного измерения разности периодов ЛТ период колебаний автогенераторов независимо умножается с помощью делителей 11 и 12 и преобразуется в прямоугольные импульсы формирователями 18 и 14.

Формирующее устройство канала струны 4 вырабатывает импульсы запуска для реле 15, ссответствующего началу измеряемого интервала. Формирующее устройство канала струны б вырабатывает импульсы остановки для реле 15, соответствующего концу измеряемого интервала. Импульс строба, вырабатываемый реле времени для открытия селектора 18, равен по длительности измеряемому интервалу.

Электронный счетчик импульсов с цифровой индикацией 19 считает за время длительности импульса строба число импульсов кварцованной частоты повторения вырабатываемых генератором меток 16, управляемого генератором 17, Частота повторения кварцованных меток времени может быть выбрана в зависимости от требуемой точности измерения э пределах от 1 лгц до 10 лги.

Показания счетчика N определяются выра5 жением:

У=А, „„ЬТ=/„4y .я, где foal — частота повторения кварцованных ю меток времени;

4 — коэффициент деления делителей 11 и 12.

Таким образом, сигнал, поступающий на

15 вход счетчика 19, не зависит от температуры.

Предмет изобретения

20 Устройство для измерения механических величин, например перемещений, содержащее узел, передающий измеряемую величину, связанный с ним преобразователь измеряемой величины в электрический сигнал, выполненный

25 в виде дифференциального струнного датчика, и подключенный к выходу датчика регистрирующий блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, узел, передающий измеряемую величину, выполнен в виде

30 штока, подвижного в направлении, параллельном струнам, и снабженного установленными на нем наконечниками, каждый из которых касается одной струны и изменяет ее рабочую длину при перемещении штока, 363857

Редактор Н. Воликова

Заказ 227/10 Изд. № !042 Тираж 404 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель P. Старцева

Техред Л. Богданова

Корректоры: Т. Медведева и Е. Сапунова