Устройство для измерения механических колебаний

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О-П И-СА Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

111 699366

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву )4 315963 (22) Заявлено03.02.78 (21) 2576454 1810 с присоединением заявки Ж (23) П риоритет

Опубликовано 25.11..79, Бюллетень Рй 43

Дата опубликования описания 28.11.79 (51)М. Кл.

6 01 L 1/16

1Ъеудэрстеенныи кемитет

СССР

00 делам изобретений и открытий (53) УДК 531.781 (088.8) В. М. Шарапов, В. И. Савенков, A. В. Шарапова, Г. А. Копчннский и А. Г. Завгородний (72) Авторы изобретения (71} Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

КОЛЕБАНИ Й

Изобретение относится к силоизмери- тельной технике и может быть использовано в различных областях промышленности для измерения преимушественно статических усилий.

Из авт. св. Мо 315963 известно уст- ройство для измерения механических колебаний, содержащее пьезоэлемент в виде монолитной пластины, генератор, возбуждаюший в нем резонансные колебания, и .10 измерительный прибор (11.

Недостатком этого устройства является нелинейность градуировочной характеристики.

Цель изобретения — уменьшение нели15 нейности градуировочной характеристики.

Для этого предлагаемое устройство снабжено установленными на поверхности

1 пьезоэлемента витыми пружинами с переменным диаметром витков.

На чертеже приведена конструкция датчика.

Устройство содержит пьезоэлемент 1, подключенный к возбужпаюшему генератору 2 и измерительному прибору 3, витые пружины 4, установленные на поверхности пьезоэлемента и зафиксированные с помощью корпуса 5.

Устройство работает следуюшим образом.

Под действием напряжения возбумдаюшего генератора 2 пьезоэлемент 1 совершает резонансные механические кол бания, амплитуда которых при прочих равных условиях обратно пропорциональна величине приложенного к пьезоэлементу чечерез витую пружину 4 усилия. Изменение амплитуды резонансных механических коле баний приводит к изменению показаний измерительного прибора 3, подключенного к выходной система -мтектродов пьезоэлемента.

При резонансных колебаниях фактором, влияюшим на выходной сигнал пьезоэле- мента, является контактная жидкость между пьезоэлементом и деталямн, передаюшими на него усилие, которая прн увеличении уси лия нелинейно возрастает. Если усилие к пьет.е. в этом случае суммарная жесткость определяется жесткостью упругого элемента. Следовательно, жесткость этого элемента и закон ее изменения в функции от усилия определит характер выходного напряжения пьезоалемента. где К вЂ” контактная жесткость; конт — жесткость упругого алемента (пружины).

Условие линеаризации градуировочной характеристики выражается следующим уравнением:. го

Формула изобретения конт "упр м к +x конт чпр (2) Устройство для измерения механических колебаний по авт. св. № 315963, о т л и ч а ю щ е е с я. тем, что, с целью уменьшения нелинейности градуировочной характеристики, оно снабжено уста. новленными на поверхности пьезоэлемента витыми пружинами с переменным диаметром витков.

Источники информации, принятые во внимание при акспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 315963, кл. 6 Oll 1/16, 1969.

25 где F — измеряемое усилие;

0- постоянная величина.

Из равенства (2) получают

aF-К конт конт

3О

По формуле (3) можно рассчитать закон изменения жесткости К у!!р упругого элемента, который обеспечит линейную

699366 .:- 4 зоалементу прикладывать через упругий градуировочную характеристику устройстэлемент так, чтобы сумма жесткости ато- ва. го алемента и контактной жесткости ли- Введя коаффициент пропорциональности, нейно возрастала при увеличении уси- получают закон изменения диаметра нвлия, то выходное напряжение пьезоэле- 5 вивки пружины 2 мента будет уменьшаться также линей- а!= конт (4)

D=D —. но. Таким упругим элементом являетсд К -DF конт витая пружина сжатия с изменяющимся диаметром витков, Если Кувр "КОнт (5)

Суммарную жесткость упругого эле- !о мента (витой пружины) и контактной жест- - р . ) у р то фо мула (1) упростится и примет вид кости можно определить по формуле К к счм пр (6)

"конт "чар (1) сут

" конт чпр !

ИПИ ака 7207/45 аж 1073 Подписное илиал ППП Патент, г.Ужгород,ул.! !ро .ктная,4