SU721658A1

SU721658A1 - Струнный измерительный преобразователь

Info

Publication number: SU721658A1
Application number: SU752184617A
Authority: SU
Inventors: Яков Михайлович Цейтлин
Original assignee: Tsejtlin Yakov M
Priority date: 1975-10-24
Filing date: 1975-10-24
Publication date: 1980-03-15

Description

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно, к струнным измерительным преобразова телям линейных перемещений. Известны струнные измерительные преобразователи, содержащие корпус, упругую струну, выполненную в виде скрученной ленты с закрепленной посредине отсчетной стрелкой, возбудитель колебаний упомянутой струны и отсчетный блок, измеряющий собственную частоту струны [1].

Известные преобразователи имеют недостаточную точность из-за отсутствия компенсационной струны, пос кольку собственная частота струны может изменяться не только вследствие увеличения натяжения, но и по другим причинам (например, из-за теплового удлинения).

Наиболее близким к изобретению по составляет 3:1, два возбудителя колебаний упомянутых струн и измерительный блок, регистрирующий величину перемещения по отношению собственных частот колебаний струн [2].

Компенсационная струна расположена параллельно измерительной.

Преобразователи обладают большей точностью, однако при выполнении измерительной струны в виде скрученной ленты с закрепленной посредине отсчетной стрелкой не могут быть выполнены многооборотными, поскольку компенсационная струна расположена на расстоянии, меньшем длины стрелки, и препятствует полному обороту последней .

Целью изобретения является расши рение диапазона измерений при наличии визуального указателя..

технической сущности является струн ный измерительный преобразователь, содержащий корпус, измерительный рычаг, измерительную струну, связан-·²-’ ную с ведущей точкой измерительного рычага, а также компенсационную струну, сопряженную с измерительным рычагом так, что отношение удлинений измерительной и компенсационной струнЗО

Указанная цель достигается за счет того, что измерительная струна выполнена в виде скрученной ленты с закрепленной посредине отсчетной стрелкой, а компенсационная — в виде одного из плеч вантового звена, соединенного средней частью с ведущей точкой измерительного рычага.

корпус штриховв заиморычагом колеСтрунный измерительный преобразователь схематически изображен на чертеже .

Преобразователь содержит (показан на чертеже условно кой), измерительный шток 1, действующий с измерительным

2. Ведущая точка 3 измерительного рычага связана с измерительной струной 4, выполненной в виде скрученной ленты с закрепленной посредине отсчетной стрелкой 5. Компенсационная струна 6 выполнена в виде одного из плеч вантового звена, концы которого закреплены в корпусе, а середина связана с ведущей точкой измерительного рычага.

Струнный измерительный преобразователь снабжен двумя возбудителями колебаний струн, каждый из которых содержит полюсные наконечники магнитов 7 и. 8 и катушки 9, 10 возбуждения, связанные с измерительным блоком 11 . Для визуального отсчета служит шкала 1 2

Отношение тового звена него сделано

Струнный измерительный преобразователь работает следующим образом.

Начальной юстировкой добиваются того, чтобы при нулевых показаниях визуальной части преобразователя собственные частоты измерительной и компенсационной струн были одинаковыми .

Частота собственных колебаний натянутой струны (основной тон) определяется к-ак:

стрелы прогиба h ванк длине плеча € послед-?5 равным 1:3.

С — длина струны, Q — продольнатяжение и р — погонная масОтношение частот собственных колебаний измерительной и компенсационной струн составляет:

где ное са.

\ θκ Ρη

Поскольку Q и f для конкретного преобразователя являются константами, отношение частот собственных колебаний оПределяется величиной квадратного корня из продольных натяжений струн. После перемещения измерительного рычага натяжение измерительной струны увеличивается на дО₍а компенсационной уменьшится на (MQ (коэффициент < учитывает'передаточное отношение вантового механизма), вследствие чего отношение частот собственных баний составит:

А ПЕГГ С ' V ^Η*20_η-8δ;^ΧΗΓ0-/β

Разложив подкоренное выражение в ряд и ограничившись членами пропорциональными квадрату относительного удлинения можно найти, что отношение частот линейно связано с перемещением при Q_n = Q*h λ = 1/3, что и использовано в описываемом струнном измерительном преобразователе .

Изменение отношения собственных частот струн отмечает измерительный блок 11, что позволяет получить сигнал, пропорциональный перемещению. Визуальный отсчет выполняют по шкале 12 и стрелке 5, установленной на измерительной струне, которая выполнена в виде скрученной ленты. Компенсационная струна 6, выполненная в виде плеча вантового звена, не препятствует повороту стрелки, что позволяет расширить пределы измерения преобразователя, сделав его мн огооворотным.

Claims

Изобретение относитс к области измерительной техники, а именно, к струнным измерительным преобразовател м линейных пере чещений. Известны струнные измерительные преобразователи, содержащие корпус, упругую струну, выполненную в виде скрученной ленты с закрепленной посредине .отсчетной стрелкой, возбу дитель колебаний упом нутой струны и отсчетный блок, измер ющий собственную частоту струны 1 . Известные преобразователи имеют недостаточную точность из-за отсутстви компенсационной струны, поскольку собственна частота струны Может измен тьс не только вследствие увеличени нат жени , но и по другим причинам (например, из-за теплового удлинени ). Наиболее Гхлизким к изобретению п технической сущности вл етс струн ный измерительный преобразователь, содержащий корпус, измерительный рычаг, измерительную струпу, св зан ную с ведущей точкой измерительного рычага, а также компенсационную струну, сопр женную с измерительным рычагом так, что отношение удшинени измерительной и компенсационной стр составл ет 3:1, два возбудител колебаний упом нутых струн и измерительный блок, регистрирующий величину перемещени по отношению собственных частот колебаний струн 2 . Компенсационна струна расположена параллельно измерительной. Преобразователи обладают большей точностью, однако при выполнении измерительной струны в виде скрученной ленты с закрепленной посредине отсчетной стрелкой не могут быть выполнены многооборотными, поскольку компенсационна струна расположена на рассто нии, меньшем длины стрелки, и преп тствует полному обороту поспедней . Целью изобретени вл етс расширение диапазона измерений при наличии визуального указател .. Указанна цель достигаетс за счет того, что измерительна струна выполнена в виде скрученной ленты с закрепленной посредине отсчет ой стрелкой,, а компенсационна - в виде одного из плеч вантоного звена, соединенного средней частью с ведущей точкой измерительного рычага. Струнный измерительный преобразо ватель схематически изображен на чертеже . Преобразователь содержит корпус .(показан на чертеже условно штрихов кой) , измерительный шток 1, взаимодействующий с измерительным рычагом 2, Ведуща точка 3 измерительного рычага св зана с измерительной стру ной 4, выполненной в виде скрученной ленты с закрепленной посредине отсчетной стрелкой 5. Компенсационна струна 6 выполнена в виде одног из плеч вантового звена, концы которого закреплены в корпусе, а сере дина св зана с ведущей точкой измерительного рычага. Струнный измерительный преобразователь снабжен двум возбудител м колебаний струн, каждый из которых содержит полюсные наконечники магни т-ов 7 и. 8 и катушки 9, 10 возбуждени , св занные с измерительным блоком И. Дл визуального отсчета слу жит шкала 12. Отношение стрелы прогиба h вантового звена к длине плеча С посл него сделано равным 1:3. Струнный измерительный преобразователь работает следующим образом Начальной юстировкой добиваютс того, чтобы при нулевых показани х визуальной части преобразовател со ственные частоты измерительной и компенсационной струн были одинаков ми , Частота собственных колебаний на г нутой струны (основной тон ) определ етс к-ак: где С - длина струны, Q - продоль ное нат жение и f погонна масса . Отношение частот собственных колебаний измерительной и компенсационной струн составл ет: Поскольку и f дл конкретного преобразовател вл ютс константами , отношение частот собственных колебаний определ етс величиной квадратного корн из продольных нат жений струн. .После перемещени измерительного рычага нат жение измерите .пьной струны увеличиваетс на лО. а компенсационной уменьшитс на o.AQ (коэффициент учитываетпередаточное отношение вантового механизма), вследствие чего отношение частот собственных колебаний составит: „ Q 3 йО г -тг- ) вжп -ч... Разложив подкоренное выражение в р д и ограничившись членами пропорциональными квадрату относительного удлинени можно найти, что отношение частот линейно св зано с перемещением при Q lA 1/3, что и использовано в описываемом струнном измерительном преобразователе . Изменение отношени собственных частот струн отмечает измерительный блок 11, что позвол ет получить сигнал , пропорциональный перемещению. Визуальный отсчет вы.полн ют по шкале 12 и стрелке 5, установленной на измерительной струне, котора выполнена в виде скрученной ленты. Компенсационна струна 6, выполненна в виде плеча вантового звена, не преп тствует повороту стрелки, что позвол ет расширить пределы измерени преобразовател , сделав его многооборотным. Формула изобрете:и Струнный измерительный преобразователь , содержащий корпус, измерительный рычаг, измерительную струну , св занную с ведущей точкой измерительного рычага, компенсациин- / ную струну, сопр женную с. измерительным рычагом так, чтобы отношение удлинений измерительной и компенсационной струн составл ло 3:1, два возбудител колебаний упом нутых струн и измерительный блок, регистрирующий величину пер-:.мещени по отношению собственных частот колебаний струн, о т л и ч а ющ и и с тем, что, с целью расширени диапазона измерений при наличии визуального указател , измерительна струна выполнена в виде скрученной ленты с закретенной посредине отсчетной стрелкой, а компенсационна - в виде одного из плеч вантового звена, соединенного средней частью с ведущей точкой измерительного рычага. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по за вке tt 1964453/25-28, кл. G 01 В 7/02, 1973.
2.Aai-opcKoe свидетельство СССР 502217, кл. G 01 В 17/04, 1974 (прототип) .