СПОСОБ ПОВЕРКИ ДАТЧИКА СИЛЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2014 года по МПК G01L25/00 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для поверки датчиков силы стендов прочностных испытаний авиационных конструкций.

Известен способ поверки датчика силы путем нагружения его грузами на образцовой рычажной машине. Недостатком известного способа и устройства является большая трудоемкость при работе с тяжелыми грузами, сложность подготовки их массы (см. Серьезнов А. Н. Измерения при испытаниях авиационных конструкций на прочность. - М.: Машиностроение, 1976 г., с.172…173).

Наиболее близким к изобретению является способ поверки датчиков силы на гидравлических образцовых силоизмерительных машинах (см. Серьезнов А. Н. Измерения при испытаниях авиационных конструкций на прочность. - М.: Машиностроение, 1976 г., с.172…173). Машина содержит образцовый силоизмеритель, жестко закрепленный на неподвижной траверсе, и нагрузочное устройство с подвижным штоком. Датчик силы устанавливают между ними. С помощью соответствующих приспособлений прилагаемые усилия направляются по его оси.

Поверка датчика силы производится посредством сравнения показаний поверяемого датчика с показаниями образцового силоизмерителя машины при одновременном воздействии на них различных по величине и направлению (растяжение - сжатие) усилий, развиваемых гидравлическим нагрузочным устройством машины.

Недостатком известного способа и устройства для поверки датчиков силы является их нетехнологичность. Каждый раз приходится демонтировать гидроцилиндр со стенда и датчик силы с гидроцилиндра, а затем в обратном порядке проводить монтаж.

В то же время на испытательных стендах датчик силы жестко закреплен на штоке гидроцилиндра и для поверки его на образцовой силоизмерительной машине датчик демонтируют. При новой установке датчика на испытательный стенд на шток гидроцилиндра появляются так называемые частные погрешности, связанные с другим положением, занимаемым датчиком из-за отклонения при изготовлении сопрягаемых деталей гидроцилиндра и датчика.

Каждый раз приходится демонтировать гидроцилиндр со стенда и датчик силы с гидроцилиндра, а затем в обратном порядке проводить монтажи.

При большом количестве датчиков силы, как на стендах испытаний планера самолета (стенды с симметричным нагружение), процесс поверки представляет собой сложную задачу, при этом в процессе демонтажей и монтажей могут быть повреждены дорогостоящие устройства.

В то же время на стендах симметричного нагружения возможна жесткая стабилизация планера самолета в малонагруженном положении с помощью каналов нагружения, кроме канала с поверяемым датчиком силы, позволяющая поверять датчик на месте его использования.

Задачей и техническим результатом изобретения является разработка способа поверки датчиков силы непосредственно на стендах с использованием многоканальных систем нагружения, направленных на повышение точности каналов нагружения, а также на сокращение сроков испытания объекта.

Решение задачи и технический результат достигаются тем, что в способе поверки датчика силы, заключающемся в том, что поверку производят посредством сравнения показаний поверяемого датчика с показаниями образцового силоизмерителя при одновременном воздействии на них различных по величине и направлению усилий (растяжение-сжатие), датчик поверяют на месте его использования в канале нагружения многоканальной системы путем воздействия на него усилий, развиваемых гидроцилиндром, на штоке которого датчик силы установлен, при этом полости гидроцилиндров других каналов многоканальной системы нагружения герметизируют с помощью средств управления этими каналами.

Решение задачи и технический результат достигаются тем, что в устройстве, содержащем поверяемый датчик силы и образцовый силоизмеритель, датчик силы, гидроцилиндр и образцовый силоизмеритель установлены в силовой цепочке, связывающей объект испытаний с жесткой опорой, при этом шток гидроцилиндра с закрепленным на нем датчиком силы шарнирно соединен с объектом испытаний, а корпус гидроцилиндра с закрепленным на нем образцовым силоизмерителем шарнирно соединен с жесткой опорой.

На фиг.1 представлена схема устройства поверки датчика силы, реализующего способ.

На объект 1 в процессе испытаний воздействует множество сил со стороны каналов нагружения №1…№n. В состав каждого канала нагружения входят гидроцилиндр 2, датчик силы 3, шарнирные опоры 4, 5. В канал нагружения, датчик силы которого поверяют, вводят образцовый силоизмеритель 6, жестко закрепленный на гидроцилиндре 2 и через шарнирную опору 5 соединенный с жесткой опорой 7 канала нагружения. Датчик силы 3, гидроцилиндр 2 и образцовый силоизмеритель 6 устанавлены в силовой цепочке, связывающей объект 1 испытаний с жесткой опорой 7, при этом шток гидроцилиндра с закрепленным на нем датчиком силы шарнирно соединен с объектом испытаний, а корпус гидроцилиндра с закрепленным на нем образцовым силоизмерителем шарнирно соединяют с жесткой опорой.

Работа устройства заключается в следующем. Включают многоканальную систему и нагружают объект испытаний для исключения люфтов в силовых соединениях. Этот процесс принято называть обтяжкой объекта испытаний. На следующем этапе путем отключения электропитания всех каналов нагружения герметизируют полости гидроцилиндров, за исключением поверяемого, гидроцилиндром которого одновременно воздействуют, различными по величине и направлению (растяжение -сжатие) усилиями на поверяемый и образцовый силоизмерительные датчики далее производят поверку посредством сравнения показаний поверяемого датчика с показаниями образцового силоизмерителя.

Поверку очередного датчика силы многоканальной системы нагружения осуществляют аналогичным образом после установки в канал образцового силоизмерителя.

В результате использования изобретения повысилась точность каналов нагружения многоканальной системы и сокращены сроки проведения испытаний объекта.

Изобретения относятся к области измерительной техники и могут быть использованы для поверки датчиков силы, используемых для испытаний авиационных конструкций. Способ позволяет проводить поверку датчика силы непосредственно на месте его использования. Устройство для осуществления способа содержит поверяемый датчик силы и образцовый силоизмеритель. При этом датчик силы, гидроцилиндр и образцовый силоизмеритель установлены в силовой цепочке, связывающей объект испытаний с жесткой опорой, шток гидроцилиндра с закрепленным на нем датчиком силы шарнирно соединен с объектом испытаний, а корпус гидроцилиндра с закрепленным на нем образцовым силоизмерителем шарнирно соединен с жесткой опорой. Технический результат заключается в упрощении процесса поверки непосредственно на стенде и сокращении времени испытаний. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ поверки датчика силы, заключающийся в том, что поверку производят посредством сравнения показаний поверяемого датчика с показаниями образцового силоизмерителя при одновременном воздействии на них различных по величине и направлению усилий (растяжение - сжатие), отличающийся тем, что датчик поверяют на месте его использования в канале нагружения многоканальной системы путем воздействия на него усилий, развиваемых гидроцилиндром, на штоке которого датчик силы установлен, при этом полости гидроцилиндров других каналов многоканальной системы нагружения герметизируют с помощью средств управления этими каналами.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее поверяемый датчик силы и образцовый силоизмеритель, отличающееся тем, что датчик силы, гидроцилиндр и образцовый силоизмеритель установлены в силовой цепочке, связывающей объект испытаний с жесткой опорой, при этом шток гидроцилиндра с закрепленным на нем датчиком силы шарнирно соединен с объектом испытаний, а корпус гидроцилиндра с закрепленным на нем образцовым силоизмерителем шарнирно соединен с жесткой опорой.