SU662827A1

SU662827A1 - Частотный преобразователь силы

Info

Publication number: SU662827A1
Application number: SU772547832A
Authority: SU
Inventors: Владимир Ильич Снегур; Юрий Карлович Тараненко
Original assignee: Днепропетровский Химико-Технологический Институт Им. Ф.Э.Дзержинского
Priority date: 1977-11-29
Filing date: 1977-11-29
Publication date: 1979-05-15

Description

(54) ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИЛЫ

I

Изобретение относитс к измерительной технике, а более конкретно к устройствам дл измерени сил путем измерени частоты колебани напр женных элементов, и может быть использовано дл прецизионных измерений усилий.

Известны вибрационно-частотные силоизмерители , содержащие в, качестве, чувствительных элементов упругий стержень или оболочку 1, 2, 3. Указанные устройства имеют функциональную шкалу, работают в широком диапазоне измер емых усилий и обладают малой инерционностью.

Основным недостатком указанных устройств вл етс низка добротность механической колебательности системы, обусловленна значительным рассеиванием энергии в местах заделки чувствительного элемента в упругое тело.

Низка добротность колебательной системы ведет к снижению точности измерени , что обусловлено отклонением частоты автоколебаний от резонансной согласно соотношению 4.

Af-2e Дф-Го,

где Д( - отклонение частоты автоколебаний от резонансной;

о - резонансна частота колебаний; в - добротность механической колебательной системы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс механический

резонатор пластинчатого типа 5, в котором дл увеличени добротности и уменьшени массы основани чувствительный элемент вьшолнен в виде двух параллельных пластин, концы которых попарно соединены перемычками. Однако така конструкци не

позвол ет значительно повысить добротность колебательной системы, так как узлы колебаний перемычек наход тс на значительном рассто нии от мест закреплени , что приводит к рассеиванию энергии колебаний в перемычках . Кроме того, данна конструкци ведет к сужению диапазона измерений, так KaiK резонатор ослабл етс поперечным вырезом . В этой конструкции не удаетс значительно уменьщить массу основани , так как необходимо создать услови дл нвправленного действи силы.

Claims

Целью изобретени вл етс повышение чувствительности при одновременном расширении диапазона измерени , уменьщении маесы основани , увеличении добротности преобразовател . Это достигаетс тем, что в предлагаемый преобразователь введен второй механический резонатор, идентичный первому и соединенный с ним попарно концами, причем оба резонатора согнуты в плоскости, котора параллельна пластинам и перпендикул рШ Т17ЮйК0Сти их первоначального расположени . На чертеже изображена схема описываемого преобразовател ,содержащего два упругих кольца 1, 2, согнутых rid Диаметру, местами изгибов прикрепленных к основани м 3, 4 и образующих в плоскости, перпендикул рной направлению действи измер емых усилий Р , две конструкции по форме Одинаковых камертонов классической формы Дл возбуждени колебаний ветвей камертонов указанных конструкций предусмотрены возбудители колебаний 5, 6 и приемники колебаний 7, 8, включенные в цепь усилител положительной обратной св зи 9, вход которого поступает на прецезйонный частомер 10 дл измерени и регистрации измер емой силы. Частотный преобразователь силы работает следующим образом. Начальный импульс усилител 9 приводит к колебани м ветвей камертонов 1, 2 через возбудители 5, 6. Приемники колебаний 7, 8 воспринимают сигналы о частоте колебаний ветвей камертонов 1, 2, которые, усилива сь в усилителе 9, вновь подаютс на возбудители 5, 6. Таким образом замыкаетс звено селективной положительной обратной св зи, обеспечивающей режим автоколебаний ветвей камертонов I, 2. При приложении измер емого усили к основанию 3, при условии жесткого закреплени основани 4, указанное усилие измен ет коэффициент податливости К изгибов камертонов Расщирение диапазона измерени достигаетс тем, что вместо двух упругих перемычек используетс два упругих кольца, упругие деформации которых лежат в более широких пределах, чем у стержн . Кроме того, така конструкци вл етс более жесткой , чем тонк-ий стержень. Чувствительность предложенной конструкции возрастает за счет изменени податливости ветвей камертонов чувствительного элемента. Уменьщение массы основани достигаетс тем, что конструкци чувствительного элемента представл ет собой по форме в плоскости действи силы - упругое кольцо, которое деформируетс под действием диаметрально направленной силы. При этом масса основани может быть минимальной дл устранени инерции измерени . Добротность колебательной системы предлагаемого частотного датчика силы возрастает за счет уменьщени энергии рассеивайи в местах закреплени полуколец, образующих по форме камертонную конструкцию к основанию. При симметричном расположении полуколец основани испытывают напр жени раст жени или сжати , остава сь при этом неподвижными, т. е. амплитуда колебаний мест закреплени практически равна нулю. Формула изобретени Частотный преобразователь силы, содержащий чувствительный элемент в виде механического резонатора, выполненного из двух параллельных пластин, концы которых попарно соединены перемычками, систему возбуждени и съема колебаний, отличающийс тем, что, с целью повыщени чувствительности преобразовател , в него введен второй механический резонатор, идентичный первому и соединенный с ним попарно концами , причем оба резонатора согнуты в плоскости , котора параллельна пластинам и перпендикул рна плоскости их первоначального расположени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 422985, кл,. G 01 L 1/10, 1971.
2.Авторское свидетельство СССР № 447583, кл. G 01 L 1/10, 1972.
3..Лвторское свидетельство СССР № 324518, кл. G 01 L 1/10, 1967.
4.Новицкий В. П. и др. Цифровые приборы с частотными датчиками. Л., 1970, с. 33.
5.Авторское свидетельство СССР № 219268, кл. G 01 L 1/10, 1966.