Струнный измерительный преобразователь
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву
К„г
G 01 В 3/22
G 01 В 7/02 (22) Заявлено 24.1075 (21) 2184617/25-28 с присоединением заявки ¹
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано150380. Бюллетень ¹10
Дата опубликования описания1 50380 (53) У4 (5 31 . 7 1 7 (088.8) (72) Автор изобретения
Я.И. Цейтлин (71) Заявитель (54) СТРУННЫИ ИЗИЕРИТЕЛЬНЬ1Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Изобретение относится к области измерительной техники, а именно, к струнным измерительным преобразователям линейных перемещений.
Известны струнные измерительные преобразователи, содержащие корпу=, упругую струну, выполненную в аиде скрученной ленты с закрепленной посредине .отсчетной стрелкой, возбудитель колебаний упомянутой струны и отсчетный блок, измеряющий собственную частоту струны (1) .
Известные преобразователи имеют недо=таточную точность из-за отсутствия компенсационной струны, поскольку собственная частота струны может изменяться не только вследствие увеличения натяжения, но и по другим причинам (нанример, из-за теплового удлинения) . 20
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является струнный измерительный преобразователь, содержащий корпус, измерительный рычаг, измерительную струну, связанную с ведущей точкой измерительного рычага, а также компенсационную струну, сопряженную с и мерительным рычагом так, что отношение удлинений
Измерительнсй и компенсационной струнзО составляет 3:1, два возбудителя коле— баний упомянутых струн и измерительный блок, регистрирующий величину перемещения по отношению собственных частот колебаний струн (2) .
Компенсационная струн а рас положена параллельно измерительной.
Преобразователи обладают большей точностью, однако при выполнении измерительной струны в виде скрученной ленты с закрепленной посредине от— счетной стрелкой не могут быть выполнены многооборотными, поскольку компенсационная струна расположена на расстоянии, меньшем длины стрелки, и препятствует полному обороту последней.
Целью изобретения является расширение диапазона измерений при наличии визуального указателя.
Указанная цель дости гается эа счет того, что измерительная струна выполнена в виде скрученной ленты с закрепленной посредине отсчетной стрелкой,. а компенсационная — в виде одного из плеч вантового звена, соединенного средней частью с ведущей точкой измерительного рычага.
721658
Струнный иэмеригельный преобразователь схематически иэображЕн иа чертеже.
Преобразователь содержит корпус (показан на чертеже условно штриховкой), измерительный шток 1, взаимодействующий с измерительным рычагом
2. Ведущая точка 3 измерительного рычага связана с измерительной струной 4, выполненной в виде скрученной ленты с закрепленной посредине отсчетной стрелкой 5. Компенсационная струна 6 выполнена в виде одного из плеч вантового звена, концы которого закреплены в корпусе, а середина связана с ведущей точкой изме15 рительного рычага.
Струнный измерительный преобразователь снабжен двумя возбудителями колебаний струн, каждый из которых содержит полюсные наконечники магнитов 7 и. 8 и катушки 9, 10 возбуждения, связанные с измерительным блоком 11. Для визуального отсчета служит шкала 1 2.
Отношение стрелы прогиба h вантового звена к длине плеча Ю послед — 75 него сделано равным 1:3.
Струнный Измерительный преобразователь работает следующим образом.
Начальной юстировкой добиваются того, чтобы при нулевых показаниях визуальной части преобразователя собственные частоты измерительной и компенсационной струн были одинаковыми.
Частота собственных колебаний наг янутой струны (основной тон) определяется как:
40 где 9 — длина струны, Q — продольное н ат яженне и j> — погонная мас— са. Отношение частот собственных колебаний измерительной и компенсационной струн составляет:
Е„
1 0„
Поскольку 0 и 1 для конкретного преобразователя явл яются константами, отношение частот собственных колебаний оПределяется величиной квадратного корня из продольных натяжений струн..После перемещения измерительного рычага натяжение из— мерительной струны увеличивается на
h Q а компенсационной уменьшится г на о(. D Q (коэффициент .А учитывает передаточное отношение вантового механизма), вследствие чего
55 ъО отношение частот собственных коле— баний составит:
„ гб
=C к
A,АО
Разложив подкоренное выражение в ряд и ограничившись членами про— порцион ал ьными кв адрату относительного удлинения можно найти, что отношение частот линейно связано с перемещением при Q„ = Ц„и,А = 1/3, что и использовано в опйсываемом струнном измерительном преобразователе.
Изменение отношения собственных частот струн отмечает измерительный блок 11, что позволяет получить сигнал, пропорци он ал ьный пере меще нию .
Визуальный отсчет выполняют по шкале 12 и стрелке 5, установленной на измерительной струне, которая выполнена в виде скрученной ленты.
Компенсационная струн а 6, выголн енная s виде плеча вантового звена, не препятствует повороту стрелки, что. позволяет расширить пределы иэ— мерения преобразовател я, сделав его многооборотным.
Формула иэобрете..ия
Струнный измерительный преобразователь, содержащий корпус, измерительный рычаг, измерительную струну, связанную с ведущей точкой из— мерительного рычага, компенсацион— ную струну, сопряженную с измери— тельным рычагом так, чтобы отноше— ние удлинений измерительной и компенсационной струн составляло 3:1, два возбудителя колег-аний упомянутых струк и измерительный блок, регистрирующий величину пер меще— ния по отношению собственных частот колебаний струн, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений при наличии визу ального указ ател я, и эмерительная струна выполнена в виде скрученной ленты с закреггленной посредине отсчетной стрелкой, а компенсационная — в виде одного иэ плеч вантового звена, соединенного средней частью с ведугцей точкой из— мерительного рычага.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1 . Авторское свидетельство СССР по заявке 9 1964453/25-28, кл. G 01 В 7/02, 1973.
2. Авторское свиде ельство СССР
Р 502217, кл. G Ol Б 17/04, 1974 (прот от и п) .
7 21658
Составитель В. Романов
Редактор А. Зубиетова Техред С.Мигай Корректор Е. Папп
Заказ 117/32 Тираж 801 Подписное
ЦНИИПИ i oc:,дарственного комитета СССР по делай изобретений и открытий
113035, Москва, М -35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул . Проектная,4
