Устройство для измерения ударных ускорений

 

F11777580

ОП И Ж И"

СОВе йиттскнх

Соцналнстическнх

Республик

И3ОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.07,76 (21) 2382812/10 с присоединением заявки № (51) М. Кл.з

G 01Р 3/24 " (43) Опубликовано 07.11,80. Бюллетень № 41 (53) УДК 531.768 (088.8), по делам изобретений н открытий (45) Дата опубликования описания 07.11.80 (72) Автор изобретения

Б. Н. Стихановский (71) Заявитель

Новосибирский электротехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УДАРНЫХ

УСКОРЕНИЙ

Государственный комитет (23) риоритет

Изобретение касается измерения технических величин и может быть использовано в различных областях физики и техники для измерения параметров ударов при больших по величине ускорениях.

Известно устройство для измерения ударных ускорений, содержащее мерный и дополнительный стержни, измерительный преобразователь (акселерометр), блок регистрации и ударный возбудитель (1). 10

Недостатком известного устройства является наличие дополнительного стержня, необходимого для устранения импульса обратной полярности (волны растяжения), а также ограничение по величине ударных 15 ускорений.

Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых ударных ускорений.

Для этого в устройстве для измерения ударных ускорений, содержащем мерный 20 стержень, измерительный преобразователь и подключенный к измерительному преобразователю блок регистрации, измерительный преобразователь выполнен в виде металлических обкладок, охватывающих мер- 25 ный стержень с двух сторон, хомута с упругими элементами, прижима ющего обкладки к стержню, и диэлектрической пленки, расположенной между стержнем и обкладками. 30

На фиг. 1 дана функциональная схема устройства; на фиг. 2 схематически изображен измерительный преобразователь; на фиг. 3 — электрическая схема измерительного преобразователя.

Установка имеет мерный стержень 1, измерительный преобразователь 2, усилитель

3, регистратор 4 и ударный возбудитель 5.

Измерительный преобразователь 2 содержит металлические обкладки 6, хомут 7, упругий элемент 8, регулятор сжатия 9 обкладок 6, индикатор сжатия 10 и диэлектрическую пленку 11.

Измерение с помощью вышеописанного устройства просто и надежно. Для того, чтобы измерительный преобразователь 2 не перемещался на большие расстояния в процессе многочисленных ударов, например в машинах ударйого действия, где происходит Несколько сотен и тысяч ударов в минуту, с двух сторон делаются упругие ограничители.

Работает устройство следующим образом.

При ударе (например, шаром установки

5) по стержню 1 по нему распространяется волна сжатия со скоростью A. При прохождении волны через измерительный преобразователь в нем наводится ЭДС, кото777580 рая усиливается усилителем 3 и регистрируется прибором 4.

При распространении ударного импульса возникают огромные ускорейия, которые действуют на кристаллическую решетку, вызывая в ней появление заметных электрических полей. При ударно-инерционном разделении зарядов электрическое поле на поверхности испытуемого тела усиливается за счет скинэффекта и ударной электризации трением-скольжением диэлектрической пленки о поверхность тела.

Амплитуда сигнала У„- на входе усилителя при максимально допустимой величине давления о,р — — I l р для материала пленкй при трении-скольжении пропорциональна скорости частиц (или поперечных сечений) стержня 1.

Учитывая, что скорости поперечных сечений стержня 1, захваченных ударным импульсом, относительно деформации е давления а, ударная сила Р, среднее и мгновенные значения ускорения W и W<> энергии ударного импульса Т и др. взаимосвязаны, предложенное устройство йозволяет измерять все вышеперечисленные параметры удара.

Эксперименты показали, что слишком тугой прижим обкладок 6 к диэлектрической пленке 11 ведет к ее задиранию, т. е. отсутствует скольжение относительно испытуемого тела. С другой стороны, слабое прижатие приводит к уменьшению силы трения — скольжения, т. е. уменьшению электризации трением диэлектрической пленки 11.

Предложенное устройство значительно дешевле существующих измерительных преобразователей. Его использование позволяет не только экономить средства, но также существенно расширяет возможности фундаментальных исследований жестких ударов, вибраций и ускорений в широ5 ком частотном и амплитудном диапазоне, т. е. при больших скоростях удара на электропроводных и неэлектропроводных материалах тел, когда известные устройства неприемлемы или дают большую погреш10 ность. Изобретение можно использовать при исследованиях и испытаниях деталей машин, механизмов, приборов и конструкций, испытывающих динамические перегрузки.

Возможно также исследование структуры

15 материалов, так как напряженность поля, возникающая при ускорении, дает информацию о внутреннем строении испытуемых тел.

Формула изобретения

Устройство для измерения ударных ускорений, содержащее мерный стержень, измерительный преобразователь и подключенный к измерительному преобразователю

25 блок регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых ударных ускорений, измерительный преобразователь выполнен в виде двух металлических обкладок, охватывающих мер30 ный стержень с двух сторон, хомута с упругим элементом, прижимающего обкладки к стержню, и диэлектрической пленки, расположенной между стержнем и обкладками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 257170, кл. G 01Р 21/00, 08.04.68.

777580

1/î

4l/z, v

Составитель А. Широченский

Техред В. Серикова Корректор А. Овчинникова

Редактор Т. Клюкина

Заказ 2408/13 Изд. ¹ 557 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2