Устройство для измерения расстройки плеч рычага

 

Союз Советских

Социалистических

Респубики

О П И С А H.È И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

< 932271 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено05. 06.80 (21) 2937215/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (5t)M. Кл.

G О1 G 21/ 12

ЯкударатееилыИ комитет

СССР (53 ) УД К 681;269 (088.8) ао делам иэа4ретеиий и открытий

Опубликовано 30,05,82. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 30.05,82 (72) Авторы изобретения

В. С. Пеллинец и Н. С. Чаленко с;.

) (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТРОЙКИ

ПЛЕЧ РЫЧАГА

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерений плеч рычага.

Известно устройство для измерения отношения плеч грузоприемного рычага, содержацее систему для подвески поверяемого неравноплечего рычага, стойку с подушкой, две чашки с серьгами, подвешиваемыми на поверяе-. мый рычаг и коромысло. Если отношения плеч поверяемого рычага и коромысла известны, то предварительно рассчитывают, какие грузы надо поместить на гиревую чашку коромысла и на чашку поверяемого рычага. По отношению грузов, подвешенных к поае15 ряемому рычагу и коромыслу, определяют .точность отношения плеч. При неравенстве отношения плеч рычага поверяемого. прибора подгонка плеч производится путем сошлифовки гру20 зоприемой призмы Г1).

Недостатками известного устройства являются низкая точность измерения плеч рычага из-за того, что плечи подгоняются не на всем диапазоне нагрузки, а изменение плеч от деформации призм рычага зависит от величины нагрузки и изменяется по случайному закону, а также низкая производительность, вызванная разборкой и сборкой весов или силовоспроизводящих устройств, длительной и сложной подгонкой плеч рычага.

Наиболее близким к предлагаемому является. устройство для измерения микроизменений плеч рычага, содержащее измерительный прибор и источник питания, подключенный через резистор к подушке опорной призмы рычага f2).

Известное устройство не обеспечивает высокую точность измерения, что обусловлено нестабильностью контактной плоцадки, от размеров которой зависит характер распределения линий тока.

3 93227

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены пере-. менный резистор, два дополнительных постоянных резистора и две шины, вмонтированные в канавки, выполненные в подушке по разные стс)роны от призмы, причем измерительный прибор . через призму включен в диагональ 1о мостовой схемы, два плеча которой образованы переменным и двумя дополнительными резисторами, а два других плеча - сопротивлениями подушки между шинами и призмой. 35

На фиг. 1 показана схема предла) аемого устройства," на фиг. 2 — по-. душка с шинами и условным контуром ее контакта с призмой.

Устройство (фиг.! ) содержит приз- 2в му 1, подушку 2, низковольтный ис" точник 3 питания, подключенный к подушке 2 последовательно с ограничительным резистором 4 и сопротивлениями 5 и 6 переходных контактов подключения к шинам 7 и В. Сопротивление резистора 4 много больше, чем сопротивления и 6, с целью уменьшения колебаний тока в призме

I вследствие неизбежной нестабильности переходных сопротивлений. Подушка 2 имеет канавки с впрессованнйми высокопрсеодящмми„ например, медными шинами 7 и 8 f, фиг. 1 и 2 ) для обеспечения однородного поля ли-.

3$ нии тока. Иежду шинами 7 и 8 включены резисторы: постоянный 9, переменный 10 и постоянный 11, образующие два плеча мостовой схемы, два других плеча которой образованы сопро40 тивлениями участхО6 подушки: ОднО между шиной 7 и призмой 1; другой(циной 8 и призмой 1. 8 измеритель" ную диагональ мостовой схемы включен электрический индикаторный прибор 12.

Призма 1 имеет электрический и механический контакт с подушкой 2, характеризуемый площадкой 13. На подушке 2 (фиг.2 ) штрихами обозначена прямоугольная площадка IO, эквивалентная площадке 13 контакта.

Устройство работает следующим

-образом.

При включении источника 3 питания через прибор 12 проходит некоторый ток. Изменяя сопротивление . резистора 10, добиваются баланса мостовой схемы. В зтом случае токи в резисторах 9 и 11 равны между со.1 ф бой. Токи на участках подушки 2 слева от призмы 1 и справа от призмы 1 также равны между собой.

Разность потенциалов между шиной

7 и выбранной точкой контакта при однородном поле линий тока в подушке 2 пропорциональна расстоянию 1) между шиной 7 и данной точкой =

11Х -. j ó где j - плотность тока; р " удельное сопротивление.

8 пределах площадки 13 имеет место шунтирование сопротивления подушки 2 сопротивлением прилегающего участка призмы 1, поэтому на данном участке плотность тока меньше, чем вне площадки 13. Тем не меЙее вдоль сечения площадки 13 имеет место разность потенциалов hU» причем потенциалы двух выбранных крайних точек площадки l3 относительно вины 7 составляют ОП,(и 0П4+Ь0п,(соответственно. Разность потенциалов и 0„,1вызывает появление в призме уравнительных токов, осуществляющих шунтирование их линии сосредоточены вблизи обФ ласти контакта, поэтому в удаленных от площадки 13 контакта точках призмы I, лежащих в вертикальной плоскости симметрии, потенциал по отношению к крайней левой точке площадки 13 составляет Ь.Ог(,1. Аналогичное усреднение происходит межДу шинами .7 и G,лежащими в вертикальных плоскостях параллельно оси рычага.

Усредненный потенциал U)„ соответствует

О )

4 ()д, = )-% 6(У) ).

О где у- координата в горизонтальной плоскости поперек оси рычага;

Ь - ширина подушки.

Усредненная разность потенциалов составляет

Ъ (),1- ))„J (",М-<,(>)P, « 1 7

О где j - отличается от j за счет тока, s шунтирующей,цепи: а,(" левая крайняя точка площадки 13; а(-правая крайняя точка площ)адки 13.

L-Ь

R +aR д

5 9

Потенциал в точке призмы, расположенной в центре ее горизонтальной площадки 13 составляет р.о 5„

Un< +1) а 1 (() аь)) а

0 где 1 - расстояние от шины 7 до центра площадки 13.

Для Ц Оп имеем „„ „=;,j),(н -(,(1-,М+

О о® "= " где L - расстояние между шинами 7 и 8.

Тогда, учитывая что В.10.1 =ЬВ.1О д i где Й - изменение сопротивления леЩ вой части 8(0 резистора 10 при повороте движка на определенный угол

cL или перемещении на расстоянии d.

322,71- б

Устройство может быть установлено как на грузоподъемных парах призмаподушка, так и на опорной паре. Применение предлагаемого устройства более чем на порядок повысит точность измерения больших масс и на два порядка — воспроизведение силы с- применением рычажных систем.

Измерение микроизменений плеч рычага не потребует сборки и разборки весов или силовоспроизводящих устройств и длительной, сложной подгонки плеч, что позволит повысить производительность во много раз.

Предлагаемое устройство позволя-. ет автоматизировать процеСс измерения плеч рычага. Для этого достаточно, работая в режиме разбалансированной мостовой схемы, снимать сигнал с измерительного прибора 12 и подавать его на вход системы автоматизации.

Наличие выходного электрического сигнала с предлагаемого устройства позволяет измерять изменения плечрычага от воздействия переменных внешних сил, как функцию от времени, и т.д. что расширяет функциональные возможности предлагаемого устройства.

"9

3О или координата фактической оси отно" сительно границы шины 7

9 10

5 -1„° 9 10+1 и зз

Левая часть соответствует относительному потенциалу середины равновеликого по площади прямоугольника, левая сторона которого перв 40 пендикулярная оси рычага, расположена на усредненном по оси значении координаты Х « расстояния левой границы площади 13 от шины 7. Таким образом, относительный потенциал

О„ определяет относительную коор.динату середины эквивалентной прямоугольной площадки 14,соответстауацей

Фактической оси качания рычага.

Так как равновесие мостовой схемы достигается при определенном поЫ ложении движка переменного резистора .

: ф, +(3

10, то отсчет координаты " . йфоизводится по шкале движка переменного резистора 10, независимо от на- 5 пряжения питания.

Формула изобретения

Устройство для измерения расстройки плеч рычага, содержащее измерительный прибор и источник питания, подключенный через резистор к подушке опоркой призмы рычага, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены переменный резистор, два дополнительных постоянных резистора и две шины, вмонтированные в канавки, выполненные в подушке по разные стороны от призмы, причем измерительный прибор через призму включен в диагональ мостовой схемы, два плеча которой образованы переменным и двумя дополнительными резисторами, а два других плеча - сопротивлениями подушки между шинами и призмой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Рудо Н. М., Весы.М., Машгиз, 1957, с. 129-131.

2. Агейкин Д. И. и др. Датчики контроля и регулирования. М., "Маши" ностроение", 1965, с. 356 (прототип) .

932271

Фиг. Г

Составитель В. Ширшов

Редактор Ю. Середа Техред Л. Пекарь Корректор Г. Orap

Заказ 376O/58 Тираж 671 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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