SU721663A1 - Струнный компенсационный датчик перемещени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  малых перемещений, например деформаций упругих вставок силоизмерителей

Известен струнный компенсационный датчик перемещени , содержащий струну, одним концом св зьшаемую с контролируемым объектом, автогенератор возбуждени  колебаний струны и генератор эта-лонной частоты, подключенные к разным входам блока сравнени , а также индикатор 1.

Однако точность этого датчика невысока вследствие нелинейности его выходньлх характеристик.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению  вл етс  струнный компенсационный датчик перемещени , содержащий корпус, собственно струну,одним концом св зываемую с контролируемым объектом, блок сравнени  и подключенные к его входам автогенератор возбуждени  колебаний струны и генератор эталонной частоты, а также формирователь сигналов управлени , подключенный входс и к выходу блока сравнени , пьезопреобразователь и индикатор, подключенные к выходу указанного

формировател  2. Благодар  введению пьезопреобразовател  и формировател  сигналов управлени , подаваеМссс на этот пьезопреобразователь, повышаетс  линейность выходной характеристики струнного датчика и создаютс  услови  дл  обеспечени  колебаний струны практически на одной выбранной частоте, что уменьшает веро тность выт гивани  струны из точек ее закреплени  и возникновение усталости материала струны.

Недостатком такого датчика  вл етс  относительно невысока  точность и надежность, обусловленные малой механической жесткостью пьезопреобразовател  в направлении перемещени  контролируемого объекта.

Действительно, при перемещении объекта деформируетс  не уолько струна, но и преобразователь, поэтому измер емое струной перемещение будет равно

д«, Ч Ci)

где й,- деформаци  стру(,;

Claims (2)

1. U4 перемещение объекта; Л,1 - деформаци  пьезопреобра 3 ов а т ел  . Таким образом, зависимость чувствительности компенсационного .стр ного датчика от жесткости пьезопре образовател  запишетс  следующим образом: с С, чувствиоельность компенсационного струнного дат чика ; чувствительность струнно датчика без компенсации; Сг, - жесткость пьезопреобразо вател  Cj. - жесткость струны. Из выражени  (2) видно, что чув ствительность и, следовательно, точ ность компенсационного датчика повышаютс  с ростом жес:-кости пьезопреобразовател . Таким образом, создание достаточно жесткого по от ношению к струне пьезопреобразоват дает возможность построить компенсационный датчик перемещени , не уступающий струнному преобразовател без компенсации по чувствительности и точности измерений, но обладающи линейной характеристикой. Однако примен емый в известном датчике пьезопреобразователь, св занный одним краем с корпусом датч ка, а другим - со струной, позвол  достичь жесткости только посредств увеличени  его размеров и, следова тельно, напр жени .управлени  пьез преобразователем, что нецелесообра но. Целью изобретени   вл етс  повы шение точности изУ ерений и надежности датчика. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в предлагаемом струннсм к пенсациокном датчике перемещени  пьезопреобразователь выполнен в вид биморфного пьезокерамического диска периферийна  часть которого жестко соединена с ко эпусом датчика, а струна закреплена вторым концом в центре диска. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого датчика. Струна 1 одним концом соединена с перемешающимс  объектом 2. АЕТОгенератор 3,  вл ющийс  возбудителем колебаний струны, и генератор 4 эталонной частоты подключены к разным входам блока 5 сравнени , вы ход которого через формирователь 6 сигналов управлени  подключен к индикатору 7 и биморфному дисковом пьезопреобразователю 8, закрепленн му по периферии в корпусе 9 датчика и соединенному в центре с другш«1 концом струны. Датчик работает следующим образом , При отсутствии переме цени  струна 1 колеблетс  с частотой, равной частоте эталонного i-енератора 4. ripvi перемещении объекта 2 частота колебаний струны 1 начинает измен тьс  и сигнал рассогласовани  с выхода блока 5 сравнени  через формирователь 6 сигналов управлени  поступает на биморфный дисковый пьезопреобразователь 8. Под действием сигнала управлени  один слой диска сжимаетс , уменьша  свой диаметр, а второй - расшир етс , увеличива  его. За счет этого диск приобретает куполообразную форму, перемеща  точку закреплени  струны в сторону перемещени  объекта, благодар  чему частота автогенератора возвращаетс  к исходной величине. При этом сигнал управлени , поддерживающий посредством биморфного дискового пьезопреобразовател  частоту колебаний струны неизменной,  вл етс  В-БКОДОМ датчика и поступает на индикатор . Использование биморфного дискового пьезопреобразовател , соединенного в центре со струной, позвол ет существенно увеличить соотношение жесткостей компенсатора и струны, не измен   габаритов датчика и напр жени  управлени  пьезопреобразователем , что повышает точность измерений . Кроме того, за счет увеличени  механической прочности пьезопреобразовател  повышаетс  надежность датчика. Формула изобретени  Струнный компенсационный датчик перемещени ,, содержащий корпус, собственно струну, одним концом св зываемую с контролируемым объектом , блок сравнени  и подключенные к его входам автогенератор возбуждени  колебаний струны и генератор эталонной частоты, формирователь сигналов управлени , подключенный входом к выходу блока сравнени , пьезопреобразователь и индикатор, подключенные к выходу формировател  сигналов управлени , отличающийс  тем , что, с целью повышени  точности измерений и надежности датчика, пьезо.преобразователь вьпюлнен в виде биморфного пьезокерамического диска, периферийна  часть которого жестко соединена с корпусом датчика, а струна закреплена вторым концом в центре диска, Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 226441, кл. G 08 С 9/00, 1967.
2. 2.Авторское свидетельство СССР ft 564548, кл. G 01 L 1/10, 1976 (прототип).