УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СИЛЫ, ПРИЛОЖЕННОЙ К ТРОСУ Российский патент 1997 года по МПК G01L1/04 G01G3/12 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения или контроля силы, приложенной к тросу или массе груза, подвешенного на тросу.

Известно использование тягомера ИТ-4000, установленного в системе контроля силы, приложенной к тросу на вертолете 140БТ.

Основным недостатком тягомера ИТ-4000 является высокая погрешность измерения тяги ( составляет порядка 8% от диапазона измерения).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является измеритель, выпускаемый формой "Avire" (Швеция) и содержащий упругий элемент постоянного калиброванного сечения, на котором расположен датчик растяжения регистрирующий удлинение растяжения упругого элемента.

Недостатками данного измерителя является сложность реализации датчика растяжения, малое выходное напряжение, отсутствие индикации о недопустимости выполнения полетного задания, что снижает точность измерения, а также сравнительно большие габариты.

Цель изобретения упрощение практической реализации системы контроля силы троса и повышение точности измерения.

Для этого в известном устройстве, содержащем упругий преобразователь, на котором расположен датчик деформации, вычислитель, цифровой индикатор, упругий преобразователь выполнен в виде скобы, имеющей профилированный участок со ступенчатым изменением изгибаемой жесткости, причем участок с меньшей жесткостью выполнен асимметрично относительно опор, а в качестве датчика деформации применен датчик сдвига.

Применение профилированного упругого преобразователя позволяет совместно с датчиком деформации сдвига обеспечить повышение выходного напряжения датчика и тем самым повысить точность преобразования деформации в напряжение.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - скоба; на фиг. 3 поворот опор.

Устройство содержит упругий преобразователь, выполненный в виде скобы 1, датчик деформации сдвига 2, соединенный с вычислителем 3, который в свою очередь, связан через цифровой индикатор 4 с трехцветным табло 5.

Скоба 1 представляет собой профилированную пластину, на которой расположены опоры 6, где устанавливается датчик 2. Скоба 1 крепится к тросу с помощью ушка 7.

Скоба 1 нагружена продольным изгибом. Участок между опорами 6 имеет ступенчатое изменение изгибной жесткости, причем участок с меньшей жесткостью выполнен ассимметрично (смещенным) относительно опор 6 (c ≠ 0).

Устройство работает следующим образом.

При нагружении скобы 1 происходит преобразование деформации растяжения (линейного перемещения опор 6 датчика 2) в деформацию сдвига опор (фиг. 3) в форме несимметричного взаимного поворота. Датчик сдвига 2 обладает свойством избирательного реагирования на деформацию, связанную с перерезывающей силой, действующей на несущий элемент и безразличен к деформации, вызываемой изгибом. Возникающая в результате нагружения перерезывающая сила направлена перпендикулярно относительно продольной оси скобы 1. Эта сила приводит к взаимному повороту опор 6 датчика 2 на углы Φ₁ и Φ₂ и (фиг. 3). Такой поворот опор 6 воспринимается датчиком 2 как физический сдвиг, что приводит к возникновению выходного напряжения U_вых. В случае, когда вырез (фиг. 2) расположен симметрично, т.е. C 0, углы поворота Φ₁ и Φ₂ равны. При этом сдвиг отсутствует и выходной сигнал U_вых 0. Отметим, что характеристикой несимметричного поворота опор 6 является величина e/c, где e эксцентриситет нагружения. Если на скобу 1 действует нагрузка P, то продольный момент M₄ Pe. Датчик 2 преобразует деформацию сдвига скобы 1 в электрический сигнал, обрабатываемый в вычислителе 3, который подает на цифровой индикатор 4 значения текущей нагрузки на трос, задания величины на сигнальное табло 5, и выдачи в бортовую систему регистрации постоянного напряжения от 0 до 6,3 В, соответствующего величине нагрузки в диапазоне измерения.

Использование: измерительная техника. Сущность изобретения: для упрощения практической реализации системы контроля силы троса и повышение точности измерения устройство содержит упругий преобразователь, выполненный в виде скобы 1, на котором расположен датчик деформации сдвига 2, связанный через вычислитель 3 с цифровым индикатором 4. Профилированный участок скобы с меньшей изгибной жесткостью выполнен асимметрично относительно опор 6. 3 ил.

Устройство для контроля силы, приложенной к тросу, содержащее упругий преобразователь, на котором расположен датчик деформации, связанный через вычислитель с цифровым индикатором, отличающееся тем, что упругий преобразователь выполнен в виде скобы, профилированный участок которой с меньшей изгибной жесткостью выполнен асимметрично относительно опор, а в качестве датчика деформации использован датчик сдвига.