Устройство для измерения механи-ческих параметров

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Соцнапнстическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 150579 (21) 2767844/25-28 (51)М. КЛ, с присоединением заявки М (23) приоритет

G 01 В 17/04

ГосуябрстбеиныЯ комитет

СССР

IIo беббм иэобретеииЯ и открмтиЯ

Опубликовано 280281. Бюллфтемь Й9 8

Дата опубликования описания 07. 03. 81 (53) УДК 531.781..2 (088,8) Всесоюзный научно-исследовательский инсти методов разведки (ВНИИ геофизики) (7! ) Заявитель (54 j УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ

Изобретение относится к области измерения механических параметров, например механических напряжений усилий, перемещений, давлений, ускорений и др.

Известно устройство для измерения деформаций, содержащее пьезопластину с двумя линиями задержки на поверхностных акустических волнах и двумя возбудителями акустических !

О волн, блок вычитания частот !1).

Однако это устройство обладает невысокой стабильностью сигнала вследствие рассеивания акустической волны на торцах пьезопластины, что сни- 15 жает точность и чувствительность измерения.

Известно также устройство для измерения механических параметров, 20 содержащее корпус, в котором размещен упругий и воспринимающий элементы, два возбудителя акустических волн, размещенные на одном конце упругого элемента по обе стороны от 25 него два приемника акустических волн, размещенные на другом конце упругого элемента по обе стороны от него и напротив соответствующих возбудителей акустических волн (2). 30

Однако данное устройство не обеспечивает достаточно высокой точности и чувствительности измерения вследствие относительно высокой жесткости конструкции упругого элемента.

Цель изобретения - повышение точ.ности и чувствительности измерения.

Для достижения указанной цели упругий элемент выполнен в виде 5 образной пьезопластины, концы пластины закреплены в корпусе и на каждом иэ них размещено по возбудителю акустических волн, в центре симметрии пластины укреплен воспринимающий элемент, а приемники акустических волн размещены по обе стороны от него.

Для удобства настройки устройство снабжено юстировочным микровинтомт установленным на корпусе и свяэанйым с одним из концов пьезопластины.

На чертеже представлена принципиальная схема предложенного устройства.

Устройство содержит упругий элемент в виде $ -образной пъеэопластины 1, на концах которой размещены возбудители 2 и 3 акустических волит включающие в себя идентичные излучатели 4 и 5 акустических волн и as808840 тогенераторы 6 и 7, Излучатели 4 и 5 подключены к входам автогенераторов б и 7, выходы которых подключены к входу блока 8 вычитания частот, В центре симметрии пластины 1 укреплен воспринимающий элемент 9 (например, инерционная масса). По обеим сторо-. нам воспринимающего элемента 9 размещены приемники 10 и 11 акустичес-ких волн подключенные к входу детектора 12 разности фаз или амплитуд .

Один из концов пластины 1 закреплен непосредственно в корпусе 13 а другой связан с юстировочным микровинтом 14„ установленным на корпусе 13.

Устройство работает следующим об-разом. 15

При отсутствии измеряемого сигнала на воспринимающем элементе 9 амплитуды возбуждаемых автогенераторами б и 7 и излучателями 10 и 11 акустических сигналов равны и, следо- Щ вательно равен нулю вых:.дной curl нал детектора разности фаз или ам» плитуд.

При воздействии на воспринимающий элемент 9 измеряемого параметра, например усилия F, обе части пьезопластины 1 деформируются с разными знаками, т. е. одна часть растягивается, а другая сжимается. Вследствие этого нарушается симметрия

30 пластины 1 и идентичность условий прохождения акустических волн от излучателей 4 и 5 к приемникам 10 и

11. При этом на выходе детектора 12 и оявляется сигнал ь нп 2кий „(r)+2K f p(Fl+ >

К „ К „, K „р — соответственно коэф- 40 н! фициенты крутизны пре. образования в напряжение выходного сиг. нала детектора 12;

Иу (F) 6 f (<) — соответственно изме- 45 нения резонансной частоты излучателей и приемников под действием измеряемого параметра F;

Я)

4 Я < - изменение критического радиуса кривизны пластины под действием измеряемого пара» метра .

Величина коэффициент@ К„р молет быть установлена аномально высокой за счет резкого изменения коэффици-г ента пропускания акустической волны при приближении радиуса кривизны пьеэопластины как акустического волновода к критическому значению.

Чувствительность предложенного устройства по частотному выходу составляет

b ы к и 2 Ib < н (" ) + a < и (") + f к (F П гдеМк (F) — изменение частоты излучателей от измеряемого воздействия за счет изменения импеданса отражения акустической волны-обратно в излучатели от изогнутых областей пьезопластины;

М () и аГ„() — соответственно изменения резонансной частоты излучателей и приемников от измеряемого воздействия )

sfâö„ П вЂ” выходной сигнал на выходе блока 8 вычитания частот.

Предложенное устройство для измерения механических параметров позволяет повысить точность за счет снижения термопогрешности, а чувствительность за счет уменьшения жесткости упругого элемента.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения механических параметров, содержащее корпус упругий и воспринимающий элементы, два возбудителя и два приемника акустических волн о т л и

У чающее с я тем, что сцелью

1 повышения точности и чувствительности, упругий элемент выполнен в виде

5-образной пьезопластины, концы пластины закреплены в корпусе и на каждом из них размещено по возбудителю акустических волн в центре симметт рии пластины укреплен воспринимающий элемент, а приемники акустических волн размещены по обе стороны от него.

2. Устройство по п.1 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено юстировочным микровинтом установленным на корпусе и связанйым с одним иэ концов пьезопластины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СШй 9 3888115, кл. 73-88.5, 1975.

2. Заявка Франции М 2225719, кл. G 01 В 17/04. 1974.

808840

Составитель О.Мельников

Редактор Е.Спиридонова Техред С.Мигунова

Корректор И.Коста

Подписное

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

Заказ 392/42 Тираж 653

HHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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