Струнный преобразователь угловых перемещений

 

Союз Советсиык

Соцналнетнчеенни

Республик

О П И С A Н И Е ()962755

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 23,03.81 (2l) 3264643/25-28 (51 ) М. Кл.

G 01 В 7/00 с присоединением заявки № (23) Приоритет

3Ъеударетненный квинтет

СССР

«ю делан нзобрвтеннй н етнрытнй

Опубликовано30.09.82. Бюллетень №36

Дата опубликования описания 30.09.82 (53) УДК621.317. . 39: 531. 71 (088. 8) (7Z) Авторы изобретения

В,А.Малецкий, Ю. Н.Турчанинов, М.А.Диченко, М. И.Малащук, A.Ã.Áåñòåëåñííé и В.В.Ироденко

В

Ивано — Франковское специальное конструкто с сае бюро, средств автоматизации и систем управления, (71) Заявитель (54) СТРУННЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения угловых перемещений.

Известен струнный преобразователь линейных перемещений, содержащий измерительный рычаг, натянутую скрученную ленточную струну, магнит с охватывающими свободную часть струны полюсными наконечниками, автоге" нератор, измеритель частоты колебаний струны и отсчетный индекс, установленнный посредине струны 11 ? .

Однако известный преобразователь не может быть использован для преобразования угловых перемещений без использования дополнительных средств преобразования угловых перемещений в линейные перемещения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является струнный преобразователь угловых пе ремещений, содержащий жестко закрепленную одним концом и натянутую по

2 продольной оси преобразователя ленточную струну и охватывающую ее магнитную систему с полюсными наконечниками. Ленточная струна предварительно скручена и при измерении

5 угловых перемещений дополнительно закручи вается или раскручивается вследствие чего изменяется ее попе, речная жесткость, а следовательно, и част8та ее собственных колебаний, которая может быть измерена извест ными средствами (21.

Недостатки преобразователя - значительное измерительное усилие, ко15 торое необходимо затратить на закручивание струны, а также наличие значительных интермодуляционных искажений выходного сигнала преобразователя, оЬусловленное тем, что скру2о ченная струна имеет на разных участках своей длины различную частоту собственных колебаний.

Цель изобретения — уменьшение из. мерительного усиления и повышение

962755 4 помехоустойчивости преобразова,теля.

Для достижения поставленной цели е струнном преобразователе угловых перемещений, содержащем жестко за" крепленную одним концом и натянутую по продольной оси преобразователя ленточную струну и охватывающую ее магнитную систему с полюсными наконечникам, второй конец струны жест- 30 ко закреплен, поперечное сечение ее выполнено некруглым и ограничено по контуру монотонной кривой, а магнитная система, связываемая в процессе измерений с контролируемым объектом, 15 выполнена с возможностью поворота вокруг продольной оси преобразователя.

На фиг. 1 схематически представлена конструкция струнного преобразова- щ теля; на фиг. 2 - сечение А-А на фи г. 1.

Струнный преобразователь угловых перемещений содержит натянутую вдоль

его продольной оси ленточную струну

1 и охватывающую ее магнитную систему 2 с полюсными наконечниками, выполненную, например, в виде элек тромагнита, обмотка 3 возбуждения которого соединена с автогенератором и измерителем частоты (не показаны).

Концы ленточной струны 1 жестко и неподвижно закреплены, а магнитная система 2 выполнена подвижной с возможностью углового поворота (враще35 ния) вокруг продольной оси преоЬразователя. Для этого она может быть связана, например при помощи рычага

4 с витой трубчатой пружиной 5, находящейся под давлением Р, т.е. пре-. образователь может быть использован в глубинных манометрах, в которых угловое перемещение создается упругим чувствительным элементом, т.е. угло" вой привод может быть маломощным.

4S

Струнный преобразователь угловых перемещений работает следующим образом.

Автогенератор (не показан) за счет подачи высокочастотного напряжения в обмотку 3 электромагнита или непо" средственно на струну 1 (в случае использования магнитной системы 2 с по" стоянными магнитами) поддерживает колебания струны близкими к частоте ее собственных колеЬаний. Частота напряжения возбуждения контролируется при этом каким"либо измерителем частоты. Благодаря выполнению контура поперечного сечения струны 1 некруглым она обладает различной величиной момента инерции в различных направлениях вдоль плоскости ее поперечного сечения по А-A (фиг. 2), вследствие чего частота собственных колебаний струны в этих направлениях также различна. Поэтому при плавном изменении углового положения магнитной системы 2 относительно ленточной струны 1 с некруглым сечением, ограниченным по контуру монотонной кривой, изменяется плоскость колебаний струны, а следовательно, и частота ее колебаний Ьез изменения усилия натяжения струны или ее жесткости за счет скручивания. Выбранный контур поперечного сечения струны определяет функциональную зависимость частоты напряжения автогенератора в зависимости от величины углового перемещения контролируемого объекта.

Благодаря тому, что струна в процессе раЬоты не подвергается скручиванию, а угловой привод от объекта к преоЬразователю нагружен не на . нее, а на магнитную систему, усилие нагружения на привод (измерительное

1 усилие) оказывается незначительным.

Кроме того, так как струна обладает равномерно распределенной по длине жесткостью, при колеЬаниях ее на различных частотах не возникают дополнительные частотные искажения выходного сигнала преобразователя, т,е. повышается его помехоустойчи вост ь °

Формула изобретения

Струнный преобразователь угловых перемещений, содержащий жестко закрепленную одним концом и натянутую по продольной оси преобразователя ленточную струну и охватывающую ее магнитную систему с полюсными наконечниками, о т л и 4 а ю шийся тем, что, с целью уменьшения измерительного усилия и повышения помехоустойчивости, второй конец стру-ны жестко закреплен, поперечное сечение ее выполнено некруглым и ограничено по контуру монотонной кривой, а .магнитная система, связываемая в процессе измерений с контролируемым объектом, выполнена с воэможностью поворота вокруг продольной оси преобразователя.

9627Я

М-д

ВНИИПИ Заказ 7492/60 Тираж 614 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 706677, кл. 6 01 В 5/02, 1978.

2. Агейкин Д. И. Датчики контроля и регулирования. И., "Ма,шиностроение", 1965, с. 313 (прототип).