SU851191A1

SU851191A1 - Torsion pendulum

Info

Publication number: SU851191A1
Application number: SU792799254A
Authority: SU
Inventors: Виктор Александрович Гречишкин; Вячеслав Ильич Ковалевский; Виталий Григорьевич Шаталов
Priority date: 1979-07-20
Filing date: 1979-07-20
Publication date: 1981-07-30

Description

Изобретение относитс к устройств .ам дл определени физико-механических характеристик сред по иэмерению параметров колебаний колебательной системы упругий элемент-инерцион на детёшь-измер емый образец,, в час ности их в зкоупругих характеристик, методом крутильного ма тника и может быть применена в химической, радиоте нической и машиностроительной област х промышленности. Известна конструкци крутильного ма тника, содержаща упругий элемент в виде торсиона, демпфирующий узел, инерционный элемент и блок обработки информации. В качестве упругого элемента применена стальна ро льна проволока, а в качестве узла демпфировани паразитных колебаний - камневые подшипники или опоры Cl3 Недостатки известного ма тника состо т в невысокой точности измерений , узких функциональных возможност х и неудобстве эксплуатации, вызванных тем, что в камневых опорах или подшипниках имеютс потери, св занные с трением, а дл смены рабочих частот необходимо замен ть торсион или инерционный элемент. Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому вл етс крутильный ма тник, содержащий упругий и инерционный элементы, демпфирующий узел и блок обработки информации f 2}. Демпфирующий узел состоит из верхнего и нижнего ушек, сквозь которые пропущен торсион, что не исключает потерь на трение. Кроме того, переход на разные рабочие частоты осуществл етс сменой упругого и инерционного элементов. Ввиду того, что между упругостью ма тника должно выдерживатьс определенное соотношение , диапазон изменени рабочих частот ограничен. Указанные факторы ухудшают точность нзмерений, создают неудобство в эксплуатации и сужают пределы измерени ма тником. Цель изобретени - повьлиение точности измерени , удобства эксплуатации и расширение пределов измерени . Поставленна цель достигаетс тем, что крутильный ма тник дл измерени , например, в зкоупругих свойств материалов , содержащий упругий элемент, соединенный с инерционным элементом, .демпфирующий узел и блок обработкиThe invention relates to devices for determining the physicomechanical characteristics of media by measuring the parameters of oscillations of an oscillating system, an elastic element — inertia on a child-measurable sample, in particular, their visco-elastic characteristics, by the method of torsional wave; radiotechnical and engineering industries. The design of a torsion torsion containing a resilient element in the form of a torsion, a damping unit, an inertial element, and an information processing unit are known. Steel iron wire is used as an elastic element, and stone bearings or Cl3 bearings are used as a damping unit for parasitic oscillations. The disadvantages of this famous model are the low accuracy of measurements, narrow functionality and inconvenience of operation caused by the fact that stone supports or bearings have losses due to friction, and to change the operating frequencies, it is necessary to replace the torsion or inertial element. The closest technical solution to the present invention is a torsion frame, containing elastic and inertial elements, a damping unit and an information processing unit f 2}. The damping unit consists of the upper and lower lugs through which the torsion bar is passed, which does not exclude friction losses. In addition, the transition to different operating frequencies is carried out by changing the elastic and inertial elements. Due to the fact that a certain ratio must be maintained between the elasticity of the tangent, the range of variation of operating frequencies is limited. These factors worsen the accuracy of measurements, create inconvenience in operation, and narrow the limits of measurement by the stick. The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy, ease of use and expansion of the measurement limits. This goal is achieved by the fact that a torsion tiller for measuring, for example, the viscoelastic properties of materials, containing an elastic element connected to an inertial element, a damping unit and a processing unit

информации, дополнительно снабжен неупругрй нитью и ферромагнитным стержнем , упругий элемент выполнен в виде адиальио намагниченного магнита и электромагнита посто нного тока с сердечниками, расположенными против полнхзов радиально намагниченного магнита , демпфирукщий узел содержит магнитный подшипник с электромагнитами переменного тока, причем радиально Намагниченный магнит подвешен на непругой нити, на нижнем его торце акреплен ферромагнитный стержень, роход щий через магнитный подшипник и соединенный с инерционным элементом .information, additionally equipped with an inelastic thread and a ferromagnetic rod, the elastic element is made in the form of an adially magnetized magnet and a direct current electromagnet with cores opposed to full radii magnetically magnetised magnet, the damping unit contains a magnetic bearing with alternating current electromagnets, and a radial frame. filament, at its lower end, there is a ferromagnetic core, which rotates through a magnetic bearing and is connected to an inertial element m

На фиг. 1 схематически представен предлагаемый крутильный ма тник, вид сбоку; йа фиг. 2 - то же, вид сверху.FIG. 1 shows a schematic representation of the proposed torsion tick, side view; ya fig. 2 - the same, top view.

Крутильный ма тник содержит радиально намагниченный магнит 1, к нижнему торцу которого прикреплен ферромагнитный стержень 2 с инерционным элементом 3. Стержень проходит через отверсти двух тороидальных электромагнитов , состо щих из сердечников 4 и катушек 5, образующих ортогональный агнитный подшипник переменного тока. Радиально намагниченный магнит представл ет собой цилиндр, намагниченный в радиальных направлени х (перпендикул рно оси цилиндра). Минимальное число полюсов такого магнитадва . В предлагаемом крутильном ма тнике применен четырехполюсный радиально намагниченный магнит с выделенными конструктивно полюсами (фиг. 2).The torsional frame contains a radially magnetised magnet 1, to the lower end of which is attached a ferromagnetic rod 2 with an inertial element 3. The rod passes through the apertures of two toroidal electromagnets consisting of cores 4 and coils 5 that form an orthogonal angular bearing of alternating current. A radially magnetized magnet is a cylinder magnetized in radial directions (perpendicular to the axis of the cylinder). The minimum number of poles of such a magnet is two. In the proposed torsion pattern, a four-pole radially magnetized magnet with structurally selected poles is used (Fig. 2).

К нижнему концу стержн 2 прикреплен подвижный зажим б измер емого образца 7, закрепленного нижним концсм в неподвижный зажим 8. Система, состо ща из радиально намагниченного магнита 1, ферромагнитного стержн 2 и инерционного элемента 3, подвешена на неупругой нити 9.A movable clamp b of the measured sample 7 attached to the lower end of the fixed clamp 8 is attached to the lower end of the rod 2. The system consisting of a radially magnetized magnet 1, a ferromagnetic rod 2 and an inertial element 3 is suspended on the inelastic filament 9.

Против полюсов радиально намагниченного магнита 1 наход тс сердечники электромагнитов 10 посто нного тока, запитываемых напр жением U.Against the poles of the radially magnetized magnet 1 are the cores of the electromagnets 10 of direct current, powered by the voltage U.

Крутильный ма тник работает следующим образсм.A torsion tick works as follows.

После подачи на электрсалагниты 10 напр жени посто нного тока tl благодар взаимодействию полей электромагнита 10 и радиально намагниченного магнита 1 создаетс упруга сила, действуквда после сн ти начального крут щего момента, сообщаемого системе магнит 1-стержень 2-инерционный элемент 3.After supplying a direct current voltage tl to the electroscalunit 10, due to the interaction of the fields of the electromagnet 10 and the radially magnetized magnet 1, an elastic force is created due to the removal of the initial torque, imparted to the system by the magnet 1-rod 2-inertial element 3.

При наличии напр жени U,/ которым напитываютс катушки 5, ферромагнитный стержень центрируетс в отверсти х тороидсшьных сердечников 4 и система магнит 1-ферромагнитный стер5 жень 2-инерционный элемент 3 совершает затухающие колебани . In the presence of voltage U, / which coils 5 are saturated, the ferromagnetic core is centered in the holes of the toroid cores 4 and the magnet system 1-ferromagnetic core 2-inertial element 3 makes damped oscillations.

Упругость колебательной системы может регулироватьс величиной напр жени и«(малое значение Us соотQ вётствует тонкому торсиону, а большее значение Us - торсиону большего диаметра).The elasticity of the oscillatory system can be controlled by the magnitude of the voltage and "(a small value of Us corresponds to a thin torsion, and a larger value of Us to a torsion of a larger diameter).

в отличие от известных крутильных ма тьшков, предлагаема колебательна система имеет значительно меньше потери, так как потери на трение полностью от сутствуют. Кроме того, дл смены рабочих частот не требуетс смена упругих и инерционных элементов , а достаточно лишь установить соответствующее значение напр жени U-.In contrast to the known torsion bags, the proposed oscillatory system has significantly less losses, since friction losses are completely absent. In addition, to change the working frequencies, the change of elastic and inertial elements is not required, but it is sufficient to establish the corresponding value of the voltage U-.

Claims

1. Perepechko N. n. Acoustic Polymer Research Methods. M.,

Chemistry, 1973, p. 52-59.

2.-US Patent No. 4003247, cl. G 01 N 3/32, 1977 (prototype).

MU / MU / ZG /////////

fig.G