RU169802U1

RU169802U1 - DEVICE FOR CALIBRATING TENZOMETRIC SCALES

Info

Publication number: RU169802U1
Application number: RU2016141491U
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Иванович Лагутин; Александр Васильевич Макушин; Алексей Евгеньевич Надеждин
Priority date: 2016-10-21
Filing date: 2016-10-21
Publication date: 2017-04-03

Abstract

Предложение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для калибровки тензометрических весов (ТВ). Устройство содержит соединяемые в силовую цепь жесткую раму, нагружающие механизмы, калибруемые тензовесы, образцовые тензодинамометры, узлы сопряжения элементов, включающие адаптер для передачи калибровочной нагрузки и крепления тензометрических весов с фланцами для соединения с нагружающим механизмом и образцовыми тензодинамометрами, и измерительную аппаратуру для регистрации сигналов тензовесов и тензодинамометров. В адаптер введены сменные проставки, снабженные узлами крепления калибруемых тензовесов, размещенные с возможностью перемещения в продольных отверстиях, выполненных во фланцах адаптера, и механизмы для фиксации проставок в этих отверстиях. Технический результат заключается в повышении удобства использования устройства для калибровки тензометрических весов различных типоразмеров. 2 ил.The proposal relates to measuring equipment, in particular to devices for calibrating tensometric scales (TV). The device includes a rigid frame connected to the power circuit, loading mechanisms, calibrated tensile weights, exemplary strain gauges, coupler assemblies, including an adapter for transmitting the calibration load and fastening the strain gauge weights with flanges for connection with the loading mechanism and model strain gauges, and measuring equipment for registering tensor signals and strain gauges. The adapter includes interchangeable spacers equipped with attachment points for calibrated tensile weights placed with the possibility of movement in longitudinal holes made in the adapter flanges, and mechanisms for fixing the spacers in these holes. The technical result consists in increasing the usability of the device for calibrating tensometric scales of various sizes. 2 ill.

Description

Предложение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для калибровки тензометрических весов (ТВ).The proposal relates to measuring equipment, in particular to devices for calibrating tensometric scales (TV).

Известно устройство для калибровки ТВ (см. патент на полезную модель № 140198 по заявке № 2013157396 от 25.12 2013), содержащее соединяемые в последовательную силовую цепь с калибруемыми тензовесами жесткую раму и нагружающие механизмы, снабженные домкратами и соединенными с ними образцовыми тензодинамометрами, узлами сопряжения, крепления и передачи нагрузки, и измерительную аппаратуру для регистрации сигналов калибруемых ТВ и образцовых тензодинамометров.A device for calibrating TV is known (see patent for utility model No. 140198 for application No. 2013157396 dated December 25, 2013), comprising a rigid frame connected to a serial power circuit with calibrated tensile weights and loading mechanisms equipped with jacks and exemplary strain gauges connected to them, couplers, fastenings and load transmissions, and measuring equipment for recording signals of calibrated TVs and reference strain gauges.

Недостатком устройства является рассогласование систем координат калибруемых ТВ и нагружающих механизмов при деформации нагружаемых ТВ, приводящее к некоторым неточностям результатов калибровки.The disadvantage of this device is the mismatch of the coordinate systems of the calibrated TV and the loading mechanisms during the deformation of the loaded TV, which leads to some inaccuracies in the calibration results.

Известно устройство для калибровки тензовесов (см. Hufnagel K. The 2nd Generation Balance Calibration Machine of Darmstadt University of Technology, 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit 8.-11. Jan. 2007), содержащее соединяемые в силовую цепь жесткую раму, нагружающие механизмы, калибруемые ТВ, образцовые тензодинамометры, узлы сопряжения элементов, включающие адаптер для передачи калибровочной нагрузки и крепления тензометрических весов с фланцами для соединения с нагружающим механизмом и образцовыми тензодинамометрами, и измерительную аппаратуру для регистрации сигналов тензовесов и тензодинамометров.A device for calibrating tensile weights is known (see Hufnagel K. The 2nd Generation Balance Calibration Machine of Darmstadt University of Technology, 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit 8.-11. Jan. 2007), containing a rigid frame connected to a power circuit, loading mechanisms calibrated TV, exemplary strain gages, coupler units, including an adapter for transmitting the calibration load and fastening strain gages with flanges for connection to the loading mechanism and exemplary strain gages, and measuring equipment for recording signals of strain gages and strain gages amometers.

В этом устройстве, являющемся наиболее близким аналогом к заявленному предложению и выбранном в качестве прототипа, нагружение калибруемых ТВ не приводит к рассогласование систем координат калибруемых ТВ и нагружающих механизмов, что способствует повышенной точности калибровки.In this device, which is the closest analogue to the claimed proposal and selected as a prototype, loading calibrated TV does not lead to a mismatch of coordinate systems of calibrated TV and loading mechanisms, which contributes to increased calibration accuracy.

Недостатком устройства является неудобство применения адаптера для установки калибруемых ТВ из-за отсутствия возможности регулировки продольного положения устанавливаемых ТВ для совмещения их моментной точки с точкой начала системы координат нагружающего механизма. При этом рассогласование указанных точек может приводить к потере точности калибровки, а индивидуальная подгонка каждого адаптера к конкретным тензовесам весьма трудоемка. При большом разнообразии типоразмеров калибруемых ТВ использование подобных индивидуальных адаптеров затруднительно из-за их большой металлоемкости и сложности эксплуатации.The disadvantage of this device is the inconvenience of using an adapter for installing calibrated TVs due to the inability to adjust the longitudinal position of the installed TVs to combine their moment point with the origin of the coordinate system of the loading mechanism. Moreover, the mismatch of these points can lead to a loss of calibration accuracy, and the individual adjustment of each adapter to specific tensile weights is very time-consuming. With a wide variety of sizes of calibrated TVs, the use of such individual adapters is difficult due to their high metal consumption and complexity of operation.

Задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является повышение удобства использования устройства для калибровки тензометрических весов различных типоразмеров.The task to which the claimed technical solution is directed is to increase the usability of the device for calibrating tensometric weights of various sizes.

Технический результат, который обеспечивается предложением, заключается в обеспечении простоты индивидуальной подгонки систем координат калибруемых тензовесов и калибровочного устройства для обеспечения высокой точности калибровки.The technical result, which is provided by the proposal, is to ensure simplicity of individual adjustment of coordinate systems of calibrated tensile weights and a calibration device to ensure high accuracy of calibration.

Этот результат достигается тем, что в известном техническом решении, выбранном в качестве прототипа и содержащем соединяемые в силовую цепь жесткую раму, нагружающие механизмы, калибруемые тензовесы, образцовые тензодинамометры, узлы сопряжения элементов, включающие адаптер для передачи калибровочной нагрузки и крепления тензометрических весов с фланцами для соединения с нагружающим механизмом и образцовыми тензодинамометрами, и измерительную аппаратуру для регистрации сигналов тензовесов и тензодинамометров, в адаптер введены сменные проставки, снабженные узлами крепления калибруемых тензовесов, размещенные с возможностью перемещения в продольных отверстиях, выполненных во фланцах адаптера, и механизмы для фиксации проставок в этих отверстиях.This result is achieved by the fact that in the well-known technical solution, selected as a prototype and containing a rigid frame connected to the power circuit, loading mechanisms, calibrated tensile weights, exemplary strain gauges, coupler units, including an adapter for transmitting the calibration load and fastening tensometric scales with flanges for connections to the loading mechanism and exemplary strain gauges, and measuring equipment for recording the signals of the strain gauges and strain gauges, see nnye spacers are provided with fastening tenzovesov calibrated units, arranged movable in the longitudinal holes made in the flanges of the adapter, and mechanisms for fixing the spacer in these holes.

Сущность предложения заключается в том, что выполнение адаптера с возможностью продольного перемещения при настройке некоторых его частей обеспечивает возможность совмещения систем координат нагружающих механизмов устройства и калибруемых тезовесов различных типоразмеров при замене пар небольших по размерам проставок, чем достигается повышение удобства использования устройства для калибровки тензометрических весов.The essence of the proposal lies in the fact that the implementation of the adapter with the possibility of longitudinal movement when adjusting some of its parts provides the possibility of combining the coordinate systems of the loading mechanisms of the device and calibrated weight scales of various sizes when replacing pairs of small spacers, thereby improving the usability of the device for calibrating tensometric scales.

На фиг. 1 показан общий вид устройства для калибровки тензометрических весов; на фиг. 2 - вид адаптера в разрезе (укрупненно).In FIG. 1 shows a general view of a device for calibrating a strain gauge; in FIG. 2 is a sectional view of an adapter (enlarged).

Устройство для калибровки тензометрических весов (фиг. 1) включает жесткую раму 1, установленные на раме нагружающие механизмы (выполненные в виде шести управляемых силовозбудителей - пневмоцилиндров 2, каждый из которых посредством тяг 3, ориентированных по соответствующим осям координат, обеспечивает при раздельной, групповой или общей работе приложение к нагрузочной раме 4 требуемых компонент нагрузки: сил - продольной X, нормальной Y и боковой Z и моментов - крена Mx, рыскания My и тангажа Mz,- покомпонентно или в заданном сочетании. На нагрузочной раме 4 установлен фланец 5 для крепления хвостовика калибруемых тензовесов (используемого для установки тензовесов в рабочей части аэродинамической трубы), метрический конец которых (используемый для крепления испытываемых аэродинамических моделей) установлен на фланце 6 измерительной рамы 7, посредством которой и дополнительных силопередающих тяг 8 осуществляется взаимодействие с шестью образцовыми тензодинамометрами 9, установленными на раме 1. При этом три из указанных динамометров установлены точно по осям координат oxyz, пересекающихся в одной точке «о» (начало измерительной системы координат устройства), а три других соответственно смещены для измерения моментов вокруг указанных осей.A device for calibrating tensometric scales (Fig. 1) includes a rigid frame 1, loading mechanisms mounted on the frame (made in the form of six controlled force exciters - pneumatic cylinders 2, each of which, with rods 3 oriented along the respective coordinate axes, provides for separate, group or In general work, the application to the load frame 4 of the required load components: forces - longitudinal X, normal Y and lateral Z and moments - roll Mx, yaw My and pitch Mz, - component or in a given combination. The mounting frame 4 has a flange 5 for fastening the shank of calibrated tensile weights (used to install the tenders in the working part of the wind tunnel), the metric end of which (used for mounting the tested aerodynamic models) is mounted on the flange 6 of the measuring frame 7, through which additional power transmitting rods 8 are carried out interaction with six exemplary strain gauges 9 mounted on the frame 1. Moreover, three of these dynamometers are installed exactly along the oxyz coordinate axes, repenting at one point "o" (the beginning of the measuring coordinate system of the device), and the other three are respectively offset for measuring moments around the specified axes.

Калибруемые ТВ 10 устанавливаются в рассматриваемом устройстве с помощью адаптера (фиг. 2), выполненном в виде фланцев 11, соединяемых с фланцами 5 (на нагрузочной раме 4) и 6 (на измерительной раме 7) и проставок 12, установленных в продольных отверстиях 13 фланцев 7 и снабженных узлами крепления 14 и 15 калибруемых тензовесов. Адаптер снабжен механизмами 16 жесткой фиксации проставок в отверстиях фланцев (например, в виде цанговых механических или гидравлических зажимов). Требуемая ориентация проставок и ТВ в плоскости zoy адаптера обеспечивается с помощью штифтов 17 во фланцах 11 и проставках 12 и ответных шпоночных канавок 18 в проставках и тензометрических весах.Calibrated TV 10 are installed in the device under consideration using an adapter (Fig. 2) made in the form of flanges 11 connected to flanges 5 (on the load frame 4) and 6 (on the measuring frame 7) and spacers 12 installed in the longitudinal holes 13 of the flanges 7 and equipped with attachment points 14 and 15 of calibrated tensile weights. The adapter is equipped with mechanisms 16 for rigidly fixing spacers in the holes of the flanges (for example, in the form of collet mechanical or hydraulic clamps). The required orientation of the spacers and TV in the plane of the zoy adapter is provided with the help of pins 17 in the flanges 11 and spacers 12 and the corresponding keyways 18 in the spacers and strain gauge scales.

Измерительные линии калибруемых тензометрических весов и образцовых тензодинамометров соответственно подключены к измерительной аппаратуре для регистрации сигналов (на чертежах не показаны).The measuring lines of calibrated strain gauge weights and reference strain gauges are respectively connected to measuring equipment for recording signals (not shown in the drawings).

Работа устройства при калибровке тензометрических весов осуществляется следующим образом. Предварительно устанавливаются калибруемые тензовесы 10 в адаптер, для чего в проставках 12 (подобранных в соответствии с типоразмером калибруемых ТВ) фиксируются соответствующие узлы крепления 14 и 15 калибруемых ТВ 10. Затем при разблокированных механизмах фиксации 16 проставки размещают в отверстиях соответствующих фланцев 11.The operation of the device during the calibration of strain gauges is as follows. Calibrated tensile weights 10 are pre-installed in the adapter, for which the spacers 12 (selected in accordance with the size of the calibrated TV) fix the corresponding attachment points 14 and 15 of the calibrated TV 10. Then, with the unlocked locking mechanisms 16, the spacers are placed in the holes of the corresponding flanges 11.

Адаптер в сборе с калибруемыми тензометрическими весами помещают в пространство между фланцем 5 на нагрузочной раме 4 и фланцем 6 измерительной рамы 7 (при этом фланец 11 адаптера со стороны метрического конца ТВ располагают около фланца 6 измерительной рамы) и соединяют фланцы адаптера 11 с фланцами 5 и 6. Далее, смещая ТВ вместе с проставками 12 вдоль адаптера, обеспечивают совмещение продольного положения моментной точки ТВ (МТ-ТВ) с точкой «о» начала измерительной системы координат устройства (положение этих точек известно из сопроводительной документации на ТВ и калибровочное устройство). Контроль этого положения осуществляется замером расстояния от плоскости фланца 6 до плоскости МТ-ТВ. Затем с помощью механизмов 16 фиксируют проставки 12 относительно фланцев 11.The adapter assembly with calibrated strain gauge scales is placed in the space between the flange 5 on the load frame 4 and the flange 6 of the measuring frame 7 (in this case, the adapter flange 11 from the metric end of the TV is located near the flange 6 of the measuring frame) and connect the adapter flanges 11 to the flanges 5 and 6. Further, displacing the TV along with the spacers 12 along the adapter, ensure the longitudinal position of the moment point of the TV (MT-TV) is combined with the point “o” of the beginning of the measuring coordinate system of the device (the position of these points is known from the accompanying first documentation of the TV and the calibration device). The control of this position is carried out by measuring the distance from the plane of the flange 6 to the plane of MT-TV. Then, using the mechanisms 16, the spacers 12 are fixed relative to the flanges 11.

Далее осуществляют соединение измерительных линий динамометров В с измерительной аппаратурой и настройку измерительной аппаратуры.Next, the measuring lines of dynamometers B are connected to the measuring equipment and the measuring equipment is set up.

В соответствии с программой испытаний с помощью силовозбудителей -пневмоцилиндров 2 проводят нагружения по компонентам нагрузки: продольной X и поперечным (Y, Z) силам, крутящему Мх (вокруг продольной оси ох) и изгибающим (My, Mz) моментам. При этом используют соответствующие пневмоцилиндры 2 или группы пневмоцилиндров. Затем проводят аналогичные нагружения с подгрузкой других компонентов. При этом осуществляют регистрацию сигналов динамометров калибруемых тензометрических весов 10 и образцовых тензодинамометров 9. По результатам обработки полученных данных определяют требуемый комплекс метрологических характеристик тензовесов: коэффициенты чувствительности и взаимных влияний компонентов, рабочий диапазон, математическую модель (вид математической связи величин компонентов нагрузки и выходных сигналов компонентов тензовесов, соответствующий требуемой точности калибруемых тензометрических весов) и др.In accordance with the test program with the help of exciters-pneumatic cylinders 2, loads are carried out on the load components: longitudinal X and transverse (Y, Z) forces, twisting MX (around the longitudinal axis oh) and bending (My, Mz) moments. In this case, the corresponding pneumatic cylinders 2 or groups of pneumatic cylinders are used. Then similar loads are carried out with loading of other components. In this case, the signals of the dynamometers of calibrated tensometric weights 10 and standard tensi-dynamometers 9 are recorded. Based on the results of processing the obtained data, the required set of metrological characteristics of the tens weights is determined: sensitivity coefficients and mutual influences of components, operating range, mathematical model (type of mathematical connection of the values of the load components and the output signals of the components tensor weights corresponding to the required accuracy of calibrated tensometric scales), etc.

Claims

A device for calibrating tensometric scales, comprising a rigid frame connected to the power circuit, loading mechanisms, calibrated tensile weights, model tensi-dynamometers, coupler units, including an adapter for transmitting the calibration load and fastening the tensiometric scales with flanges for connection with a loading mechanism and standard tensi-dynamometers, and a measuring equipment for recording the signals of strain weights and strain gauges, characterized in that interchangeable spacers equipped with Lamy fastening calibratable tenzovesov arranged movable in the longitudinal holes made in the flanges of the adapter, and mechanisms for fixing the spacer in these holes.