Способ доводки характеристик упругого элемента вибрационных датчиков и устройство для его осуществления
ПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
О (ii) 883666
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2011.78 (21) 2688265/18-28 с присоединением заявки Но— (51)M. Нл
G 01 Н 13/00
G 01 ? 2/20
Государственный комитет
СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 23.1181. Бюллетень Мо 43
Дата опубликования описания 2 32181 (53) УДК Ь43. 808 (088.8) (54) СПОСОБ ДОВОДКИ ХАРАКТЕРИСТИК УПРУГОГО
ЭЛЕМЕНТА ВИБРАЦИОННЫХ ДАТЧИКОВ И УСТРОИСТВО
ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Изобретение относится к приборостроению средств автоматизации и систем управления. Оно может быть использовано при изготовлении упругих элементов сило-измерительных вибрационных датчиков.
Известны способ и устройство для изменения частоты упругих элементов вибрационных датчиков, заключаюШиеся в том,что в датчик вводят нагревательные резисторы, расположенные непосредственно на резонаторе (1).
Недостатком известного устройства является то, что узел изменения натяжения перемычки является конструктивно связанным с упругим элементом, что приводит к усложнению технологии изготовления и ограничению функциональных возможностей.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ доводки характеристик упругого элемента вибрационных датчиков., выполненного в виде упругого тела и перемычки, заключающийся в том, что на упругий элемент термически воз-, действуют, а для предотвращения изгиба перемычку помещают в зажимное приспособление (2).
Недостатком известного способа является то, что не удается получить упругие элементы с требуемыми характеристиками, если в результате их механической обработки, технологических термообработок имеет место перекручивание перемычки вдоль продольной оси, а также упругие элементы с двумя перемычками (упругие элементы дифференциальных силоизмерительных датчиков) . Кроме того, последующая термическая и механйческая стабилизация, как правило, приводит к изменению таких характеристик, как частота. собственных колебаний, линейность зависимости частоты от величины приложенной силы, температурного коэффициента частоты.
Цель изобретения — повышение точности получаемых характеристик.
Поставленная цель достигается тем, что на упругий элемент воздействуют при одновременном контроле веЛичины и знака усилиями. Компенсирую25 Шими внутренние усилия до их нулевой величины, и отпускают в нагруженном состоянии при температуре, не превышающей температуру оптимального отпуска материала упругого эле3О мента, и выше температуры, при ко883666
Формула изобретения торой предел упругости материала ниже удельного усилил от приложенной нагрузки. Отпуск упругих элементов из дисперсионно-твердеющих элинварных сплавов осуществляют нагреванием до 600-700.С со скоростью не более 20 C/MèH, выдерживанием при этой о 5 температуре 2-4 ч и охлаждением со скоростью не более 10 С/мин.
Способ осуществляется устройством, содержащим обойму, в которую 1Î помещают упругий элемент, и зажимной узел, который выполнен в виде взаимно перпендикулярных и встречно направленных пар винтов, геометрическая ось одной из которых размецена в средней плоскости обойм и 15 предназначена для перпендикулярного расположения к перемычке упругого элемента, а геометрические оси других пар смещены относительно этой плоскости. Обойма и зажимной узел 20 выполнены из материала упругого элемента.
На чертеже изображено размещение упругого элемента в устройстве (вид сверху). 25
Упругий элемент 1 с перемычкой 2 помещается в обойму 3, слегка закрепляется парами винтов 4 (для растяжения) и
5 (для сжатия),и затем ставится в систему возбуждения перемычки ° Измеряется частота собственных колебаний перемычки на первой и третьей гармониках. Затем по формуле где 0 — отношение частот третьей и первой гармоник; и, 40 но- коэффициенты, составляющие 29,2023 и 8,0324 соответственно, рассчитывается значение безразмерной обобщенной силы, действующей на перемычку. В случае если величина Е
1 отрицательная (сжатие перемычки), закручивают пару винтов 4, если положительная (перемычка растянута)—
1 закручивают винты 5. Для изменения натяжения перемычки дифференциального датчика измеряют значение сил, действующих на каждую из перемычек, затем также, закручивая винты, добиваются одинакового и близкого к нулевому натяжения перемычек.
Пример выполнения устройства для осуществления способа.
Упругий элемент дифференциального датчика изготовлен из дисперсионнотвердеющего элинварного сплава 45НХТ.
После закалки от 890 0 и отпуска.при Я
700 С в течение 2 ч из заготовки был изготовлен упругий элемент. Амплитуда выходного сигнала второй перемычки в конце диапазона усилий резко снижается и. выходит за предельное значение (60 мВ) . Температурная погрешность разностей частоты в диапазоне температур от +20 до +55 составляет +6, 7 Гц.
Рассчитанные из соотношения третьей и первой гармоник величины безразмерной силы составляют, соответственно, Z = + О, 150 и Е = — О, 132, т.е. первая перемычка растянута, а вторая сжата. Затем упругий элемент помещается в обойму, изготовленную из сплава 45НХТ, и систему возбуждения. Путем попеременного закручивания винтов 4 и 5 натяжение перемычек изменяют, и обе перемычки до-! водятся до одинакового незначительного растянутого состояния (Zq=+0,057„
Е =0,064) . После этого обойма вместе с упругим элементом помещается в вакуумную печь и при остаточном давлении 10 мм рт.ст. проводится отпуск пз следующему режиму: нагрев до 600 С со скоростью 16 С/мин, вью держка при этой температуре в течение 4 ч и охлаждение со скоростью
8 С/мин до комнатной температуры.
Величина амплитуды выходного сигнала обеих перемычек после отпуска в приспособлении не снижается ниже
80 мВ во всем диапазоне усилий, температурная погрешность разностной частоты уменьшается до 1,7 Гц.
Использование изобретения позволяет повысить точность получаемых характеристик, одновременно провести температурную и механическую стабилизацию датчиков и значительно увеличить выход годных датчиков
1. Способ доводки характеристик упругого элемента вибрационных датчиков„ выполненного в виде упругого тела и перемычки, заклЮчающийся в том, что на упругий элемент термически воздействуют, а для предотвращения изгиба перемычку помещают в зажимное приспособление, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности получаемых характеристик, на упругий элемент воздействуют при одновременном контроле величины и знака усилиями, компенсирующими внутренние усилия до их нулевой величины, и отпускают в нагруженном состоянии при температуре, не превышающей температуру оптимального отпуска материала упругого элемента, и выше температуры, при которой предел упругости материала ниже удельного усилия от приложенной нагрузки.
2. Способ по п. 1 о т л и ч а юшийся тем, что отпуск упругих элементов из дисперсионно-твердеющих элинварных сплавов осуществляют
883666
Составитель A. Чистякова
Техред М.Рейвес Корректор A. Ференц
Редактор П. Ортутай
Заказ 10208/62
Тираж, 487 Подпи си ое
ВНИИПИ ГОсударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нагреванием до температуры 600-700 С со скоростью не более 20 С/мнн, выдерживаннем при этой температуре 24 ч и охлаждением со скоростью, не более 10 С/мин.
3 ° Устройство для доводки характе- ристик упругого элемента вибрационных датчиков, содержащее обойму, в которую помещают упругий элемент, и зажимной уз.ел, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что зажимной узел выполнен в виде взаимно перпендикулярных и встречно направленных пар винтов, геометрическая ось одной из которых размещена в средней плоскости обойм и предназначена для перпендикулярного расположения к перемычке упругого элемента, а геометрические оси других пар смещены относительно этой плоскости.
4. Устройство.по п. 3 о т л и ч аю щ е е с я тем, что обойма и зажимной узел выполнены из материала упругого элемента.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1 ° Авторское свидетельство СССР
9 576.518, кл. G 01 Ь 1/10.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 285.261, кл. G 01 Н 13/00 (прототип).
