PL183321B1

PL183321B1 - Apparatus for and method of testing measuring strings

Info

Publication number: PL183321B1
Application number: PL97320073A
Authority: PL
Inventors: Mieczysław Smółka
Original assignee: Inst Geodezji I Kartografii
Priority date: 1997-05-20
Filing date: 1997-05-20
Publication date: 2002-06-28
Also published as: PL320073A1

Abstract

Urządzenie do badania strun pomiarowych, składające się z trzech bloków, z których jeden zawiera dźwignię z przeciwwagą, znamienne tym, że dźwignia jest sprzęgnięta z kolumną(2) dźwigniowego bloku (A) za pomocą przegubu (3), przy czym do krótszego ramienia (4a) dźwigni jest przymocowany jeden koniec struny (S), natomiastdrugi koniecjestprzymocowany do uchwytu (5) osadzonego na kolumnie (2), a do dłuższego ramienia (4b) dźwigni jest podwieszona szalka (9) i jest przytwierdzony wskaźnik (6), zaś optyczno-mechaniczny blok (B) posiada prowadnicę (12), w której jest osadzony przesuwnie prowadnik (11) lunety celowniczej (10), sprzężonej z miernikiem przemieszczeń lrniowych (14), natomiast skomputeryzowany blok elektroniczny (C) składa się z zespołu elektromagnetycznego (17), który jest połączony z interfejsem elektronicznym (18) a ten z zestawemkomputerowym (19).Device for testing measuring strings, consisting of three blocks, of which one includes a counterbalanced lever, characterized by in that the lever is engaged with column (2) of the lever block (A) with the articulation (3) towards the shorter arm (4a) of the lever is attached to one end the strings (S), while the second horses are fixed to the holder (5) on the column (2) and the longer lever arm (4b) is suspended weighing pan (9) and secured indicator (6), and the optical-mechanical block (B) has a guide (12) in which it sits sliding guide (11) of the telescope (10) linked to the meter lnn displacements (14), while computerized electronic block (C) consists of an electromagnetic unit (17), which is connected to the electronic interface (18) and the one with the computer kit (19).

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do badania strun pomiarowych, zwłaszcza do badania poprzecznych drgań strun, określania stanu ich napięcia oraz wydłużenia.The subject of the invention is a device for testing measuring strings, in particular for testing the transverse vibrations of the strings, determining their tension and elongation state.

Znane jest z opisu patentowego PL nr 43939 urządzenie do badania wydłużenia a także do określenia relaksacji i pełzania próbek metalowych. Urządzenie to nie umożliwia badania poprzecznych drgań próbek i jest dostosowane do badania próbek o stosunkowo znacznych wymiarach wymagających użycia dużych sił obciążeniowych, a więc nie może być wykorzystane do badania strun pomiarowych wykonanych z drutów sprężynowych o małych średnicach np. od 0,1 do 0,2 mm i długościach od 30 do 100 mm.From the patent description PL No. 43,939 a device for testing elongation and also for determining relaxation and creep of metal samples is known. This device does not allow for testing the transverse vibrations of samples and is adapted to testing samples of relatively large dimensions requiring the use of high loading forces, so it cannot be used to test measuring strings made of spring wires with small diameters, e.g. from 0.1 to 0, 2 mm and lengths from 30 to 100 mm.

Urządzenie do badania strun pomiarowych według wynalazku składa się z trzech współpracujących ze sobą bloków. Pierwszy to blok dźwigniowy służący do ustalenia i określenia stanu napięcia struny. Posiada on kolumnę sprzęgniętą za pomocą przegubu z dźwignią o dwóch ramionach. Do krótszego ramienia dźwignijest przymocowanyjeden koniec struny, natomiast drugi koniec struny jest mocowany do uchwytu osadzonego na kolumnie. Do dłuższego ramienia dźwigni jest podwieszona szalka i jest przytwierdzony wskaźnik. Drugi blok to blok optycznomechaniczny przeznaczony do pomiaru wydłużenia struny. Ma on prowadnicę, w której jest osadzony przesuwnie prowadnik lunety celowniczej sprzężonej z miernikiem przemieszczeń liniowych. Trzeci, ostatni z bloków to skomputeryzowany blok elektroniczny służący do pobudzania struny do poprzecznych drgań i do pomiaru czasu przebiegu ustalonej liczby pełnych okresów drgań. Składa się on z zespołu elektromagnetycznego, który jest połączony z interfejsem elektronicznym, a ten z zestawem komputerowym.The string test apparatus according to the invention comprises three blocks that cooperate with each other. The first is a lever block used to establish and determine the state of string tension. It has a column connected by a joint with a lever with two arms. One end of the string is attached to the shorter arm of the lever, while the other end of the string is attached to a holder on the column. The pan is attached to the longer arm of the lever and the indicator is attached. The second block is an optical-mechanical block designed to measure string elongation. It has a guide in which a guide of a riflescope coupled with a linear displacement meter is slidably mounted. The third and last block is a computerized electronic unit used to excite the string to transverse vibrations and to measure the running time of a fixed number of complete vibration periods. It consists of an electromagnetic unit which is connected to an electronic interface, and this one to a computer kit.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia urządzenie w płaszczyźnie przechodzącej przez przegub i ramiona dźwigni.The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing, which shows the device in the plane passing through the joint and the arms of the lever.

Urządzenie do badania strun pomiarowych składa się z trzech podstawowych bloków wspartych na podstawie 1: dźwigniowego bloku A przeznaczonego do zmiany napinania struny pod wpływem zmiany obciążenia G, optyczno-mechanicznego bloku B do pomiaru wydłużenia. AL struny S oraz skomputeryzowanego bloku elektronicznego C służącego do pobudzania struny do poprzecznych drgań oraz do pomiaru czasu trwania ustalonej liczby pełnych okresów drgań. Dźwigniowy blok A posiada pionowa kolumnę 2 wspartą na podstawie 1. Na szczycie tej kolumny jest usytuowana pozioma dźwignia o krótszym ramieniu 4a i dłuższym ramieniu 4b połączona z kolumną 2 za pomocą sprężystego przegubu 3. Do ramienia 4a dźwigni w stałej odległości r od przegubu 3, jest przymocowany jeden koniec struny S, natomiast drugi jest przymocowany do uchwytu 5, któryjest przytwierdzony do kolumny 2. Wymiary uchwytu 5, odległość r oraz długość struny S są tak dobrane, aby struna przy wstępnym napięciu była prostopadła doThe device for testing the measuring strings consists of three basic blocks supported on the base 1: lever block A designed to change the string tension under the influence of load change G, optical-mechanical block B for elongation measurement. AL of the S string and a computerized C electronic block used to excite the string to transverse vibrations and to measure the duration of a fixed number of complete vibration periods. The lever block A has a vertical column 2 supported on a base 1. On the top of this column there is a horizontal lever with a shorter arm 4a and a longer arm 4b connected to the column 2 by means of an elastic joint 3. To the lever arm 4a at a constant distance r from the joint 3, one end of the S string is attached, while the other is attached to the handle 5, which is attached to the column 2. The dimensions of the handle 5, the distance r and the length of the S string are selected so that the string is perpendicular to the initial tension.

183 321 dźwigni. Ponadto uchwyt 5 może być przesuwany wzdłuż kolumny 2 i w wybranym, położeniu mocowany do niej, co umożliwia ustalenie długości badanej struny. Na końcu dłuższego ramienia 4b dźwigni, w odległości R₁ od przegubu 3, na osi przechodzącej przez oś przegubu i przez koniec przymocowanej do niej struny, jest umieszczony wskaźnik 6, natomiast w punkcie 7, w odległości R₂ od przegubu 3, jest zawieszona szalka 9, na której są umieszczane wymiennie obciążniki G o różnej masie. Dla zrównoważenia ciężaru dłuższego ramienia 4b dźwigni oraz szalki 9, umieszczono na krótszym ramieniu 4a dźwigni przeciwwagę 8. Optyczno-mechaniczny blok B składa się z prowadnicy 12, w której jest umieszczony prowadnik 11 optycznej lunety 10, przesuwany wzdłuż prowadnicy 12 za pomocą mechanizmu 13. Wielkość pionowego przemieszczania lunety 10 jest mierzona za pomocą miernika przemieszczeń liniowych 14, którego trzpień pomiarowy 15 styka się z lunetą. Pierwsze nacelowanie lunetą 10 na wskaźnik 6 wykonuje się przy początkowym obciążeniu G1 i dla takiego położenia rejestruje się wartość Ml wskazaną przez miernik przemieszczeń liniowych 14.183 321 levers. Moreover, the handle 5 can be moved along the column 2 and attached to it in a selected position, which makes it possible to determine the length of the string under test. At the end of the long arm 4b of the lever, at a distance _R1 from the pivot 3, on the axis passing through the pivot axis and the end attached to the string is disposed pointer 6 and the point 7, the distance _R2 from the pivot 3, is suspended pan 9, on which weights G of different weights are interchangeably placed. To balance the weight of the longer lever arm 4b and the pan 9, a counterweight 8 was placed on the shorter lever arm 4a of the lever. The optical-mechanical block B consists of a guide 12 in which a guide 11 of the optical telescope 10 is placed, moved along the guide 12 by a mechanism 13. The amount of vertical displacement of the telescope 10 is measured by a linear displacement gauge 14 whose stylus 15 is in contact with the telescope. The first aiming of the telescope 10 at the indicator 6 is made at the initial load G1 and for this position the value M1 is recorded as indicated by the linear displacement meter 14.

Wymienione czynności powtarza się dla następnych obciążeń G₂, G3, G_n i rejestruje dla nich wartości odczytów M2, M₃, Mn. Wydłużenia AL struny S dla kolejnych obciążeń szalki 9 oblicza się w zależności:The above-mentioned activities are repeated for the next loads G ₂ , G3, G _n and the reading values M2, M ₃ , Mn are recorded for them. The AL elongations of the S string for successive loads on the pan 9 are calculated according to

AL, =(M₂-M,)4^K1AL, = (M ₂ -M,) 4 ^K 1

AL₂ =(M₃-M₂F ^kiAL ₂ = (M ₃ -M ₂ F ^k i

AL„=(M_nłl-M„)ty ^K1 natomiast wartości sił P napinających strunę S oblicza się z zależności:AL "= (M _nłl -M") ty ^K 1, while the values of the forces P stretching the S string are calculated from the relationship:

p, =G, P₂ = G₂ rp, = G, P ₂ = G ₂ r

R₂ R ₂

Skomputeryzowany blok elektroniczny C składa się z zestawu komputerowego 19 z zainstalowanym specjalistycznym oprogramowaniem oraz z interfejsu elektronicznego 18, który jest połączony z zespołem elektromagnetycznym 17 usytuowanym w pobliżu struny S i osadzonym na wsporniku 16 opartym na podstawie 1. Dla każdego obciążenia struny zostaje uruchomiony program komputerowy. W początkowej fazie działania programu w interfejsie elektronicznym 18 zostaje wygenerowany krótkotrwały impuls elektryczny i przesłany do zespołu elektromagnetycznego 17, który pobudza strunę S do poprzecznych drgań zanikających. Drgająca struna wytwarza w zespole elektromagnetycznym 17 sygnały elektryczne odpowiadające częstotliwości drgań struny. Wytworzone sygnały elektryczne są przesyłane do interfejsu elektronicznego 18, gdzie następuje zliczanie liczby tych sygnałów i pomiar czasu ich generowania co odpowiada czasowi trwania ustalonej liczby pełnych okresów drgań struny. Pomierzony czas jest miarą stanu napięcia struny S i jednocześnie miara jej wydłużenia.The computerized electronic block C consists of a computer set 19 with specialized software installed and an electronic interface 18, which is connected to an electromagnetic unit 17 located near the S string and mounted on a support 16 based on the base 1. For each load on the string, a computer program is started . In the initial phase of the program operation, a short-term electrical impulse is generated at the electronic interface 18 and sent to the electromagnetic unit 17, which excites the S string to decaying transverse vibrations. The vibrating string produces electrical signals in the electromagnetic unit 17 corresponding to the frequency of the string's vibrations. The generated electrical signals are sent to the electronic interface 18, where the number of these signals is counted and the time of their generation is measured, which corresponds to the duration of a predetermined number of complete periods of string vibration. The measured time is a measure of the state of the tension of the S string and at the same time a measure of its elongation.

183 321183 321

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 50 copies. Price PLN 2.00.

Claims

Patent claim

Device for testing measuring strings, consisting of three blocks, one of which includes a lever with counterweight, characterized in that the lever is coupled to the column (2) of the lever block (A) by a joint (3), and to the shorter arm ( 4a) of the lever, one end of the string (S) is attached, while the other end is attached to the handle (5) on the column (2), and to the longer arm (4b) of the lever is a weighing pan (9) and an indicator (6) , while the optical-mechanical block (B) has a guide (12) in which a guide (11) of the targeting telescope (10) is slidably mounted, coupled with the linear displacement meter (14), while the computerized electronic block (C) consists of a set electromagnetic (17), which is connected to the electronic interface (18) and that to the computer assembly (19).