Способ измерения механических величин

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Costs Советсиик

Сециалнстичесиин

Рвслублии

<и>920357 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.06.80 (21) 2939218/18-28 с присоединением заявки М (28) Приоритет— (51)NL. Кл.

601 В 7/02 с

9еаударотаенаый комитет

СССР ао фалам изобретений и открмтнй (53) УДК 531.717 (088.8) Опубликовано 15.04.82 . Бюллетень М 14

Дата опубликования описания 15.04.82 (72) Автор изобретения

А. Г. Колотиев

fl1 . „.

Московский институт электронного машиностроения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Изобретение относится к измерительной тех1 нике и может быть использовано s машиностроении для юмерения механических величин. . Известен способ измерения механических величин с использованием дифференциапьного симметричного струнного преобразователя. Суть способа заключается в том, что на измерительную позицию под наконечник дифференциального преобразователя устанавливается деталь, размер которой требуется измерить. При юмерении pasa.ера детали изменяются собственные частоты колебаний струн, вследствие neto н» выходе дифференциального преобразователя появляется разностный сигнал, который регистрируется измерительной частью прибора (11.

Недостатком известного способа измерения механических величин является наличие существенной погрешности вследствие нелинейности характеристики дифференциального струнного преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности. и достигаемому результату к изобретению является способ измерения механических величин с использованием струнного симметрич2 ного дифференциального преобразователя, заключающийся в том, что выходной сигнал струнного преобразователя измеряют в режим отношения периодов колебаний двух струн (2).

Недостатком ювестного способа является невысокая точность ю-за наличия нелинейности характеристики дифференциального пре- . образователя.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет уьаеньшения погрешности нелинейности.

Поставленная цель достигается тем, что начальные частоты fet H тог колебаний стру выбирают иэ условия: о1/ ог = 1,77 — 1,85.

На чертеже представлена. блок-схема устройства, реализующего способ юмерения механических величин.

Устройство, реализующее способ содержит дифференциальный струнный преобразователь

1, состоящий нэ двух струн 2 и 3 одинаковой длины, измерительного рычага 4, п упругого элемента 5, два усилителя 6 и 7, входы которых подключены к выходам преобразователя1, два преобразователя 8 и 9 периода колебаний

920357 где. p =K(q.- gas. ) . з Й(б Ж

«4 4 4 и = о, "+ - °

3г.

Ьг в код, входы которых подключены к выходам, и блок 10 деления, Способ осуществляется следующим образом.

Будем считать, что под действием измеряемого параметра измерительный рычаг перемещается вверх. Тогда деформация струны 3 уменьшается, а деформация струны 2 увеличи-. вается. Изменение натяжений струн приводит к тому, что частота струны 3 уменьшается от начального значения, а частота струнь 2 уве- "je личивается.

Частоты колебаний струн поступают на уси4 лители 6 и 7, после чего они поступают на . преобразователи 8 и 9 периода колебаний в код. После преобразователей сигналы в виде 15 кодов поступают на блок 10 деления. Перед началом измерения струнный преобразователь настраивается таким образом, чтобы начальная деформация струны 3 была больше начальной, деформации струны 2. Необходимые начальные деформации, вызванные натяжением струн, кон. тролируют путем измерения их начальных частот. Минимальная нелинейность будет в. том случае, если для отношения начальных частот будет выполняться условие: 1оi/fог - 1,77 — И

1,85, в зависимости от диапазонов измерения.

Для создания различного натяжения струн в конструкцию струнного преобразователя вводится упругий элемент 5, выполненный в виде калиброванной пружины. 36

Выражения для частот колебаний струн имеют следующий вид: где бг; ог — деформация струн; бог, бог — начальная деформация cIpyn;

Функция М преобразования струнного цреобразователя, работающего в режиме измерения отношения периодов То1 и Тог, с учетом то" го, что начальная деформация струны 3 боль-. . ше начальной деформации струны 2 в и раз, Имеет вид

Расположение функции (2) в ряд Тейлора дает следующее выражение ь, ЕР22 3 (5) ь8 1о

Учитывая, что в. конце диапазона измерения будет выполняться условие Жщах = -P/g для диапазонов 2 пах = 0,1; 0,2; 0,3, получим значения и = 3,14; 3,28; 3,43, дающие отношения начальных частот колебаний струн, которые обеспечивают минимальную нелинейность: тог/тог = 1,77; <ог/тог = 1,81; fat/feг = 1,85.

При этом дифференциальный симметричный струнный преобразователь, работающий в режиме измерения выходного сигнала в виде отношения периодов, имеет меньшую погреш ность нелинейности выходной характеристики, если начальная деформация одной из струн отлична от начальной деформации другой струны настолько, чтобы выполнялось условие: о1/ ог = 185

Формула изобретения..

Способ измерения механических величин с использованием дифференциальйого струнного преобразователя, заключающийся в том, что выходной сигнал дифференциального струнного преобразователя измеряют в режиме.отношения периодов колебаний струн, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения эа счет уменьшения погрешности нелинейности, начальные частоты 1оь и

f0q колебаний струн выбирают из условия: тог/тог 1 77 — 1 85.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Балакшин Б. С. и др. Взаимозаменяемость и технические измерения в машиностроении. М., "Машиностроение", 1972, с. 317 — 320, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2б94999/18-28, кл. G 01 В 7/02, 1979 (прототип).

920357

Составитель В. Николаев

Техред Т. Маточка

Редактбр О. Персиянцева

Корректор В. Бутяга

Тираж 614

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Заказ 2313/38

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