Частотный преобразователь механических величин

 

Союз Соеетскнх

Соцналнстннескнх

Реслублнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБВЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ iii 637962 (6!) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 29.03.74 (21) 2010937/18-10 с присоединением заявки №(23) Приоритет— (43) Опубликовано15,12.78.Бюллетень № 46 (45) Дата опубликования описания 18.12.78 (51) М. Кл

Н 04 В 11/00

Гасударственная квинтет

Сааата Инннвтраа CGCP аа делам нзварвтаннй н аткритнй (53) УДК 681.128!

:621. 391.82

{ 088.8) (72) Авторы изобретения В. Я. Яновский, Л. М. Виноградов и Г. А. Синельн1жш К рьлев

Научно-исследовательский и конструктэрский ин испытательных машин, приборов и средств измер (71) Заявитель

"кг:тчот>- г !

1 (54) ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МЕХАНИЧЕСКИХ

ВЕЛИЧИН

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования. механических величин, например силы, давления и других в частоту.

Известен частотный преобразователь З механических величин в частоту, содержаший упругий элемент с резонаторами, возбудители и приемники колебаний, а также усилители, в которых используются два возбудителя и два приемника, сме- 10 шенные относительно возбудителя )1)

Такой преобразователь имеет недостаточную помехоустойчивость. Наиболее близким к изобретению по технической сушности и достигаемому результату является частотный преобразователь механических величин, содержаший упругий элемент со стержневым резонатором, возбудитель колебаний, расположенный с одной стороны резонатора на одинаковом расстоя»Ит нии от его концов, приемник колебаний, установленный с другой стороны резонатора, усилитель-ограничитель, вход которого соединен с приемником, а выход свя- .

2 зан с возбудителем колебаний (2) . Этот известный преобразователь характеризуется подверженностью к воздействию вибрации и ударов, в результате чего происходит периодическое нарушение нормального режима автоколебаний резонатора, вызывающее искажение или полную потерю информации эа некоторый промежуток времени.

11ель изобретения — повышение устойчивости колебаний резонатора. В описываемом преобразователе это достигается тем, что он снабжен дополнительным приемником, обмотки которого последовательно-cîãëàñíî соединены с обмотками основного приемника, при этом оба приемника раэмешены с одной стороны рдзонатора, симметрично относительно оси возбудителя на расстоянии один от другого, равном 1/3-1/2 длины резонатора.

На чертеже представлена принципиальная схема описываемого преобразователя.

Он содержит упругий элемент 1, конкретная форма которого определяется видом входной механической величины (сила, 637962

1 давление и др3, преобразуемой в соответствующее усилие растяжения резонатора

2, модулируюшее частоту его колебаний, Резонатор 2 представляет собой призматический стержень, собственная поперечная жесткость которого позволяет возбуждать колебания резонатора без его предварительного натяга. Концы резонатора 2 связаны с активными участками упругого тела, а с двух его широких сторон симметрично с зазором установлены возбудитель колебаний 3,приемник колебаний 4 и дополнительный приемник 5, Возбудитель колебаний 3 представляет собой поляризованный электромагнит. Его обмотка соединена с выходом усилителя-ограничителя 6, Электромагнитный приемник колебаний 4 и дополнительный приемник 5 представляют собой установленные на кронштейне 7, изготовленном из диамагнитного материала, поляризованные электромагниты. Обмотки приемников соединены между собой последовательно- согласно и включены на вход усилителя-ограничителя 6. Расстояние между поляризованными электромагнитами равно

1/3-1/2 длины резонатора. Оно выбрано таким, чтобы значение индуктивной наводки в поляризованных электромагнитах от возбудителя колебаний было меньше, чем 5® чувствительность усилителя-ограничителя.

Оси поляризованных электромагнитов проходят через узловые точки третьей формы колебаний резонатора.

Общий принцип работы преобразователя основан на зависимости частоты поперечных колебаний резонатора 2 от значения продольных сил К, приложенных к его концам.

При включении усилителя-ограничителя

6 резонатор 2 входит в автоколебательный режим и совершает поперечные колебания первой формы. За счет того, что приемники колебаний 4 и 5 разнесены на соответствующее расстояние, ЭДС, индук45 тированная в них, пропорциональна амплитуде механического перемещения резонатора 2 и не содержит паразитных индуктивных наводок от влияния переменного магнитного поля возбудителя 3, В этом

М случае помехоустойчивость преобраэова.тели повышается, так как амплитуда ко лебаний резонатора 2 может падать под воздействием механической помехи до уровня, при котором напряжение приемников колебаний равно значению чувствительности усилителя-ограничителя 6.

Расположение поляризованных электромагнитов приемников колебаний вблизи узловых точек исключает влияние помех с частотой третьей формы колебаний.

При наличии в спектре гармоники помехи, совпадающей по частоте со второй формой колебаний резонатора, ЭДС наводимая в приемниках колебаний 4 и 5, находится в противофазе и взаимно компенсируется, исключая возможность перехода колебаний резонатора на вторую форму.

Формула изобретения

Частотный преобразователь механических величин, содержащий упругий элемент со стержневым резонатором, возбудитель колебаний, расположенный с одной стороны резонатора на одинаковом расстоянии от его концов, приемник колебаний, установленный с другой стороны резонатора, усилитель-ограничитель, вход которого соединен с приемником, а выход связан с возбудителем колебаний, о тл и ч а ю ш и и сятем,,что,,с целью повышения устойчивости колебаний резонатора, он снабжен дополнительным приемником, обмотка которого последовательно-согласно соединена с обмотками основного приемника, при атом оба приемника размещены с одной стороны резонатора, симметрично относительно оси возбудителя на расстоянии один от другого равном 1/3-1/2 длины резонатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Новицкий П. В., Кнорринг B. Г. и Путников В. С. цифровые приборы с частотными датчиками, Л., "Энергия", 1970, с. 157-158.

2.» Регистрирующая аппаратура для вибрационно-частотных датчиков", М., ОНТИПРИБОР, 1967, ч. 1, с. 3-4.

Составитель Н. Надеждина

Редактор Л. Тюрина ТехредН. Андрейчук Корректор Н. Тупица

Заказ 7136/47 Тираж 763 П одписное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектнаи, 4