Частотный преобразователь силы

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИД

Союз СФеетских

Социалистически»

Республик (ii)662827

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.11.77 (21) 2547832/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл

G 01 L1/10

Государственный квинтет

СССР оо делам нзооретеннй н открытий

Опубликовано 15.05.79. Бюллетень № 18 (53) УДК531.781 (088.8) Дата опубликования описания 25.05.79 (72) Авторы изобретения

В. И. Снегур и Ю. К. Тараненко

Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф. Э. Дзержинского (71) Заявитель (54) ЧАСТОТНЫЛ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИЛЫ

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно к устройствам для измерения сил путем измерения частоты колебания напряженных элементов, и может быть использовано для прецизионных измерений усилий.

Известны вибрационно-частотные силоизмерители, содержащие в качестве чувствительных элементов упругий стержень или оболочку (1), (2), (3). Указанные устройства имеют функциональную шкалу, работают в широком диапазоне измеряемых усилий и обладают малой инерционностью.

Основным недостатком указанных устройств является низкая добротность механической колебательности системы, обусловленная значительным рассеиванием энергии в местах заделки чувствительного элемента в упругое тело.

Низкая добротность колебательной системы ведет к снижению точности измерения, что обусловлено отклонением частоты автоколебаний от резонансной согласно соотношению (4) .

Дт.29 = Д<рЛо, где Д1 — отклонение частоты автоколебаний от резонансной;

2 — резонансная частота колебаний;

9 — добротность механической колебательной системы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является механический резонатор пластинчатого типа (5), в котором для увеличения добротности и уменьшения массы основания чувствительный элемент выполнен в виде двух параллельных пластин, концы которых попарно соединены перемычками. Однако такая конструкция не позволяет значительно повысить добротность колебательной системы, так как узлы колебаний перемычек находятся на значительном расстоянии от мест закрепления, что приводит к рассеиванию энергии колебаний в пе1 ремычках. Кроме того, данная конструкция ведет к сужению диапазона измерений, так как резонатор ослабляется поперечным вырезом. В этой конструкции не удается значительно уменьшить массу основания, так как необходимо создать условия для направленного действия силы.

Целью изобретения является повышение чувствительности при одновременном расширении диапазона измерения, уменьшении мас662827

Формула изобретения

Расширение диапазона измерения достигается тем, что вместо двух упругих перемычек используется два упругих кольца, упругие деформации которых лежат в более широких пределах, чем у стержня. Кроме того, такая конструкция является более жест-4$ кой, чем тонкий стержень. Чувствительность предложенной конструкции возрастает за

3 сы основания, увеличении добротности преобразователя.

Это достигается тем, что в предлагаемый преобразователь введен второй механический резонатор, идентичный первому и соединенный с ним попарно концами, причем оба резонатора согнуты в плоскости, которая параллельна пластинам и перпендикуляр На плосКбсти их первоначального расположения..

На чертеже изображена схема описываемого преобразователя, содержащего два упругих кольца 1, 2, согнутых rio диаметру, местами изгибов прикрепленных к основаниям 3, 4 и образующих в плоскости, перпендикулярной направлению действия измеряемых усилий Р, две конструкции по форме одинаковых камертонов классической формы.

Для возбуждения колебаний ветвей камертонов указанных конструкций предусмотрены возбудители колебаний 5, 6 и приемники колебаний 7, 8, включенные в цепь усилителя положительной обратной связи 9, вход которого поступает на прецезионный частомер

10 для измерения и регистрации измеряемой сил ьь

Частотный преобразователь силы работает следующим образом.

Начальный импульс усилителя 9 приводит к колебаниям ветвей камертонов 1, 2 через возбудители 5, 6. Приемники колебаний 7, 8 воспринимают сигналы о частоте колебаний ветвей камертонов 1, 2, которые, усиливаясь в усилителе 9, вновь подаются на возбудители 5, 6. Таким образом замыкается звено селективной положительной обратной связи, обеспечивающей режим автоколебаний ветвей камертонов I, 2. При приложении измеряемого усилия к основанию 3, при условии жесткого закрепления основания 4, указанноеусилие изменяет коэффициент податливости К изгибов камертонов — —.-1 2.

4 счет изменения податливости ветвей камертонов чувствительного элемента.

Уменьшение массы основания достигается тем, что конструкция чувствительного элемента представляет собой по форме в плоскости действия силы — упругое кольцо, которое деформируется под действием диаметрально направленной силы. При этом масса основания может быть минимальной для устранения инерции измерения.

Добротность колебательной системы предto лагаемого частотного датчика силы возрастает за счет уменьшения энергии рассеивания в местах закрепления полуколец, образующих по форме камертонную конструкцию к основанию. При симметричном расположении полуколец основания испытывают на1$ пряжения растяжения или сжатия, оставаясь при этом неподвижнь ми, т. е. амплитуда колебаний мест закрепления практически равна нулю.

Частотный преобразова гель силы, содержащий чувствительный элемент в виде механического резонатора, выполненного из

2$ двух параллельных пластин, концы которых попарно соединены перемычками, систему возбуждения и съема колебаний, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения чувствительности преобразователя, в него введен второй механический резонатор, идентичный первому и соединенный с ним попарно концами, причем оба резонатора согнуты в плоскости, которая параллельна пластинам и перпендикулярна плоскости их первоначального расположения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 422985, кл. С О! L 1/10, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 447583, кл. G 01 1 1/10, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР № 324518, кл. G О! L 1/10, 1967.

4. Новицкий В. П. и др. Цифровые приборы с частотными датчиками. Л., 1970, с. 33.

5. Авторское свидетельство СССР № 219268, кл. G 01 L 1/10, 1966.

662827

Составитель Г. Максягин

Редактор С. Хейфиц Техред О. Луговая Корректор С. Шекмар

Заказ 2686/44 Тираж 1089 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г, Ужгород, ул. Проектная, 4—