Струнный измерительный преобразователь

 

r. „ 1, ч

А1

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5l)M. Кл. (22) Заявлено 24,10.73 (21) 1964453/25-28 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

G 01 В 5/02

G 01 В 7/02

Гааударстввнный квмитет

СССР

А0 данам изобретений и OTlpblTHQ

Опубликовано 30.12 79 Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 30.12.79, (53) УДК 531.717 (088.8) (72) Автор изобретения

Я. М. Цейтлин (71) Заявитель (54) СТРУННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к электромеханическим преобразователям линейных перемещений.

Известны механические преобразователи линейных перемещений, содержащие измерительный рычаг, передаточный механизм и чувствительный элемент, выполненный в виде скруЧенной ленты с отсчетным индексом (стрелкой) посредине (1). Недостатком таких устройств является отсутствие электрического сигнала о результатах измерения и, как следствие, невозможность использования таких преобразователей в средствах автоматического контроля.

Известны также струнные измерительные преобразователи, содержащие измерительный рычаг, натянутую струну, выполненную в виде тонкой проволоки, магнит с охватывающими свободную часть струны полюсными наконечниками, автогенератор и измеритель частоты колебания струны (2), Эти преобразователи для настройки нуждаются во внешних измерительных средствах.

Кроме того, в процессе эксплуатации они тре2 буют постоянного электропитания и не допускают проведения визуального контроля одновременно с автоматизированным.

Целью изобретения является улучшение метрологических характеристик, Для этого в предложенном преобразователе струна выполнена в виде скрученной ленты и снабжена посредине отсчетным индексом.

По сравнению с механическим преобразователем предложенный имеет более высокую точ-!

О ность вследствие уменьшения внутреннего трения в скрученной ленте, и как следствие, уменьшение зоны нечувствительности преобразователя.

На чертеже изображен струнный измерительный преобразователь. и

Преобразователь содержит корпус 1, внутри которого закреплен измерительный рычаг 2 с измерительным наконечником 3. Ведомое плечо рычага связано с натянутой струной 4, которая

20 выполнена в виде скрученной ленты, Посредине струны установлен отсчетный индекс 5 (стрелка), а корпус снабжен шкалой б, позволяющей отмечать положение отсчетного индекса. Одна

I половина струны охвачена полюснымн наконеч.

70 никами магнита 7, выполненного, например, в виде электромагнита, обмотки 8 которого соединены с автогенератором 9 и измерителем 10 частоты. Шаг скрученной ленты выбран намного меньшим длины йолюсных наконечников, что позволяет рассматривать скрученную ленту при колебаниях как изотропное тело. При использо,вании в качестве магнита 9 постоянного магнита автогенератор 9 подключается непосредственно к струне 4, Струнный измерительный преобразователь работает следующим образом.

Измерительный наконечник 3 приводит во взаимодействие с контролируемым объектом, что вызывает поворот измерительного рычага 2 и удлинение струны 4. Поскольку струна выполнена в виде скрученной ленты, такое удлинение приводит к повороту ee среднего сечения и изменению положения отсчетного индекса 5 относительно шкалы 6, что позволяет получить визуальный сигнал. Одновременно увеличение на. тяжения струны изменяет частоту ее собственных колебаний. Автогенератор 9 поддерживает колебания струны, близкие к собственным ко- лебаниям, эа счет подачй высокочастотного напряжения в обмотки 8 электромагнита или непосредственно на струну в случае использования постоянного магнита. Частота напряжения возбуждения может быть отмечена измерителем 10 частоты, что позволяет получить электрический сигнал о результатах измерения, При ширине сечения скрученной ленты

0,12 мм, толщине.0,008 мм, шаге скрутки 2 мм и длине половины свободного участка 20 мм жесткость ленты на растяжение составляет

0,18 сН/мкм, а поворот среднего сечения (отсчетного индекса) — 3,3 мкм. При предваритель ном, натяжении струны, равном 55 сН (началь6677 4. ное удлинение 300 мкм), диапазону измерения

30 мкм будет соответствовать изменение натяжения струн на 10%. Поскольку натяжение Q. струны связано с частотой собственных колеба5 ний зависимостью - —,"„ цр- г где L — длина колеблющейся части струны; р — ее погонная масса, то относительное изменение частоты собственных колебаний струны составит около 5% (в первом приближении —. = —. — ), Пере-

1 ЬС1

2 0 мещению измерительного наконечника на 1 мкм будет соответствовать изменение частоты на

0,167%. Если используемый частотомер позволяет зафиксировать такое изменение частот, то преобразователь может обеспечить измерение с микронной точностью.

Формула изобретения

Струнный йзмерительный преобразователь, 25 содержащий измерительный рычаг, натянутую струну, магнит с охватывающими свободную часть струны полюсными наконечниками, автогенератор и измеритель частоты колебания струны, отличающийся тем, что, с целью

30 улучшения метрологических характеристик, струна выполнена -в виде скрученной ленты и снабжена посредине отсчетным индексом.

Источники информации, принятые во внимание лри экспертизе

1. Марков Н. Н. и др. Погрешность и выбор

35 средств при линейных измерениях.М., "Машиностроение*, 1967; с. 217-228.

2. Агейкин Д. И. Датчики контроля и регу.лирования.. М., "Машиностроение", 1965,, с. 314 — 315 (прототип).

706677

Составитель В. Рыкова

Редактор О. Юркова Техред M.Êåëåìåø Корректор Е.Лукач

Заказ 8205/34 Тираж 845 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4