Устройство для определения моментов инерции деталей
Союз Советских
Социалистических
Республик
<ггг721 686 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 070778 (21) 2644177/25-28 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Опубликовано 150380. Бюллетень № 10
Дата опубликования описания 150380 (51)М. Кл.
G 01 M 1/10
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и откр ыти и (53) УДК 620.1..05:531.24 (088.8) (72) Авторы изобретения
P.Þ. Бансевичюс, И.П. Вотолис, Р.А. Йоггушас и К.М. Рагульскис
Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТОВ
ИНЕРЦИИ ДЕТАЛЕЙ
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения момента инерции различных деталей.
Известен прибор для определения моментов инерции деталей, содержащий автоколебательную систему с приводом и измерительную схему.
АВтскслебательная система содержит ось, перекладины, спираль, постоян. ные магниты и магнитозлектрический привод, выполненный в виде двух индуктивных катушек, включенных соответственно в базовую и коллекторную цепь транзистора. Для предотвращения по- 15 ломки оси прибор содержит пружины, столик и пуансон (1). .Недостатком известного прибора является недостаточная точность измерения, так как колебательная систе- 2Q ма -представляет собой сложный в конструктивном отношении механический узел. Такая колебательная система обладает низкой резонансной частотой и соответственно низкой добротностью, 25 что ограничивает чувствительность прибора.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройс-.во для определения моментов инер- 30 ции деталей, содержащее колебательную систему, вибратор крутильных колебаний и измерительную схему (2).
Торсионный вал колебательной системы одним концом неподвижно закреплен в корпусе, а другим соединен с подвижной частью вибратора крутильных колебаний и предназначен для установки деталей.
Недостатком устройства является заделка торсионного вала одним концом в корпус и наличие большого числа механических соединений, что ограничивает величину резонансной частоты и добротность колебательной системы.
Это не позволяет достичь необходимой чувствительности при измерении моментов инерции презиционных деталей, так как чувствительность колебательной системы увеличивается при увеличении собственной частоты колебаний, а наличие большого числа механических соединений ограничивает собственную частоту колебаний, а следовательно чувствительность устройства и точность измерений.
Целью изобретения является повышение точности измерений и обеспечение воэможности динамической калибровки.
721686
Цель достигается тем, что в устройстве колебательная система выполнена в виде планшайбы для установки деталей и основания с цилиндрическим выступом, соосным с планшай- бой, а вибратор крутильных колебаний выполнен в виде пьезокерамического цилиндра, установленного между планшайбой и основанием, отверстие которого сопряжено с выступом основания, на наружной поверхности которого нанесены не менее двух возбуждающих электродов, соединенных между собой и расположенных под углом 45 к образующей цилиндра, и приемный электрод, расположенный по периметру в верхней части цилиндра, 15 контактирующей с планшайбой.
На фиг. 1 изображен общий вид устройства для определения моментов инерции деталей; на фиг. 2 развертка пьезокерамического цилин- 2О дра по наружной поверхности.
Устройство содержит колебательную систему, которая выполнена в виде планшайбы 1 для установки измеряемых деталей и основания 2 с цилиндричес- д5 ким выступом 3, соосным с планшайбой.
Устройство, содержит также вибратор крутильных колебаний, который выполнен в виде пьезокерамического цилиндра 4, установленного между планшайбой и основанием, отверстие цилиндра при этом сопряжено с выступом 3. На наружную поверхность цилиндра нанесе ны электроды: два возбуждающих электрода 5 и б, соединенных между собой и расположенных под углом 45 к обра- зующей цилиндра, и приемный электрод
7, расположенный по периметру в верхней части цилиндра, контактирующей с планшайбой 1. Электрод 7 может быть выполнен в виде селекторов, соединен- 40 ных между собой. На внутренюю поверхность цилиндра также нанесен электрод
8, Измерительная схема устройства содержит усилитель 9, обеспечивающий положительную обратную связь между электродами 5, б и 7, на выходе которого установлен частотомер 10, соединенный с дискриминатором 11, выход которого соединен с входом регистратора 12. Для обеспечения динамической калибровки устройство содержит соединенные с цилиндром последовательно связанные между собой блоки 13 управления и 14 питания, Устройство работает следующим образом. 55
Деталь устанавливают на планшайбе 1 и закрепляют. Планшайба с деталью, установленная на цилиндре 4, под влиянием внешних воздей ствий совершает малый импульс ко- 6О лебаний. Этот импульс воспринимается электродом 7, расположенным в верхней части цилиндра 4, и, проходя через усилитель 9, усиливается. Коэффициент усиления и фазовые соотношения подобраны так, что электроды 5, б и 7 соединены между собой положительной обратной связью.
Усиленный импульс поступает на электроды 5 и б, расположенные под углом 45о к образующей цилиндра, которые возбуждают незатухающие резонансные крутильные колебания, частота которых зависит как от фиксированных параметров (размеров и модулей упругости цилиндра), так и от измеряемых параметров деталей — момента инерции. Частота колебаний фиксируется частотомером 10. При этом, зная величины резонансных частот колебательной системы без детали, колебательной системы с деталью и с исследуемой деталью, определяют, пользуясь известными соотношениями, момент инерции исследуемой детали.
При возникновении колебаний между цилиндром 4 и выступом 3, а также между торцом цилиндра 4 и основанием
2 образуется воздушная подушка, которая поддерживает незатухающие колебания.
Если момент инерции детали меняется с течением времени, например, из-за изменения температуры окружающей среды, то сигнал от усилителя 9 поступает на частотный дискриминатор 11, который осуществляет частотное детектирование и выдает сигнал, пропорциональный изменению момента инерции детали, Этот сигнал записывается в регистраторе 12. Динамическая калибровка и снятие амплитудно-частотной характеристики устройства (особенно важно при измерении изменяющего во времени момента измерений) осуществляется следующим образом. Из блока питания 14 через блок управления 13, задающего закон изменения напряжения во времени, на пьезокерамический цилиндр, который меняет свой диаметр в зависимости от приложенного напряжения, т. е. меняет момент инерции всей системы, подаются напряжения, закон изменения которых определяет закон изменения момента инерции устройства, что обеспечивает воэможность динамической калибровки цилиндра и устройства в целом. Это обеспечивает снятие амплитудно-частотной характеристики,цетали.
Выполнение колебательной системы в виде планшайбы и основания с цилиндрическим выступом, а вибратора в виде пьезокерамического цилиндра с электродами, расположенными на нем определенным образом, наличие связи между колебательной системой и вибратором, обеспечивает повышение точности и динамической калибровки, необходимой для снятия амплитудно-частотной характеристики детали
721686
Формула изобретения фие.2
ЦНИИПИ Заказ 120/33 Тираж 1019 Подписное
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Устройство для определения моментов инерции деталей, содержащее колебательную систему, вибратор крутильных колебаний и измерительную схе5 му, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и обеспечения возможности динамической калибровки, колебательная система выполнена в виде планшайбы для установки деталей и основания с цилиндрическим выступом, соосным с планшайбой, а вибратор крутильных колебаний выполнен в виде пьезокерамического цилиндра, установленного между планшайбой и основанием, отверстие которого сопряжено с выступом основания, на наружной поверхности которого нанесены не ренее двух возбуждающих электродов, соединенных между собой и расположенных под углом 45О к образующей цилиндра, и приемный электрод, расположенный по периметру в верхней части цилиндра, контактирующей с планшайбой.
Йсточники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
М 238202, кл. G 01 М 1/10, 1966.
2. Авторское свидетельство СССР
9 457904, кл. С 01 М 1/10, 1973 (прототип) .
