Устройство для измерения чувствительности виброизмерительных преобразователей к деформации объекта измерения Советский патент 1985 года по МПК G01P21/00 

Изобдртение относится к стендовой измерительной технике и предназначено для определения параметров чувствительности различных измерительных преобразователей, в частности пьезоэлектрических, к деформации объекта измерения. Известные устройства для определе ния деформационной чувствительности балочной конструкции Ql имеют относительно низкую точность и ограничен ный диапазон имитируемых нагрузок из за ограниченного характера изгибных деформаций балок, имитирукщих объект Известны устройства, в которых испытуемый измерительный преобразова тель устанавливается на защемленном диске 2 . Однако эти устройства имеют ограниченные возможности из-за характера .создаваемой деформации диска. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, сх)держащее установленные на основании выполненный в виде цилиндра имитатор объекта, систему создания деформации имитатора, включакяцую камертон, и привод вращения имитатоРа й-.. . Недостатком известного устройства являются его ограниченные функциональные возможности и относительно низкая точность имитации деформации объекта, обусловленные тем, что, деформация на имитатор передается не по всей цилиндрической поверхности, а лишь в фиксированных точках. Целью изобретения является повышение точности воспроизведения деформации. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения чувствительности виброизмерительных пре образователей к деформаций объекта измерения, содержащем укрепленные на основании: выполненный в виде цилинд ра имитатор объекта, систему создания деформации имитатора, включающую камертон,-и привод вращения имитатора, камертон выполнен из двух одинарных камертонов, соединенных друг с другом у оснований, при этом их йетви направлены противоположно а в месте крепления камертонов друг к другу и к основанию выполнена ци . линдрическая полость, в которой размещен Имитатор, причем зазор между внутренней поверхностью полости и имитатором заполнен магнитный жидкостью, а на ветвях камертона установлены обмотки управления состоянием магнитной жидкости. На фиг. 1 представлена упрощенная кинематическая схема устройства для измерения чувствительности виброизмерительных преобразователей к деформации объекта измерения; на фиг. 2 упрощенная конструктивная схема механичес1фй части предлагаемого устройства; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - структурная схема устройства. Испытуемый виброизмерительный преобразователь 1 (фиг. 1) устанавливается на одну из торцовых поверхностей имитатора объекта 2. Система создания деформации 3 имеет цилиндрическую полость 4, в которой находится имитатор объекта 2. Между сопрягаемыми поверхностями имитатора объекта 2 и охватывающим его элементом размещена магнитная жидкость 5. На другой торцовой поверхности имитатора объекта 2 крепятся тензодатчики 6, которые предназначены для измерения уровня деформации имитатора 2. Вращение имитатора объекта 2 осу-, ществляется от электродвигателя посредством ремня 7 и шкива 8, закреп- ленного на оси 9, установленной на основании 10. Для определения условного положения имитатора 2 относительно основания 10 служит датчик угла поворота 11. Система создания деформации имитатора объекта 2 (фиг. 2 и 3) вьшолнена в виде двойного камертона, содержащего два камертона 12 и 13, соединенных через перемычку 14 друг с другом так-, что ветви камертона направлены противоположно. В средней части двойной камертон в области перемычки 14 закреплен с помощью стоек 15 к основанию 10. В области перемычки 14 двойной камертон имеет цилиндрическую полость 4 (фиг. 1) с имитатором объекта 2. На ветвях камертонов 12 и 13 у их оснований установлены обмотки электромагнитов 16, служащие для изменения состояния магнитныр жидкости 5 (фиг. 1). У концов зетвей камертона на основании 10 установлены электромагниты 17 и 18, служащие для возбуждения изгибных колебаний ветвей ка3.1 мертона в горизонтальной и вертикаль ной относительно основания 10 плоскостях. Кроме того, на фиг. 2 и 3 показаны горизонтальные контрольные виброизмерительные преобразователи 19 и 20 вертикальные контрольные виброизмери тельные преобразователи 21 и 22; здектродвигатель 23. Поверхность имитатора объекта 2, сопрягаемая с системой создания деформации, может быть как цилиндрической и гладкой, так и иметь кольцевые или винтовые выборки. При гладкой по верхности имитатор 2 в полости 4 устанавливается с зазором, в котором размещается магнитная жидкость. В случае кольцевых или винтовых выборо имитатор объекта 2 устанавливается в полости 4 по скользящей посадке и магнитная жидкость размещается в кольцевых или винтовых выборках. В систему возбуждения и стабилиза ции колебаний ветвей камертона в горизонтальной плоскости (фиг. А) входят генератор сигналов 24, электронный блок 25 стабилизатора амплитуды и усилителя мощности и в цепи обратной связи - контрольный пьезоэлектри ческий виброизмерительный преобразователь 19 (или 20), согласующий изме рительный усилитель 26 и двойной интегратор 27. Аналогично в систему возбуждения и стабилизации колебаний ветвей камертона в вертикальной плос кости входят генератор 28/сигналов, электронный блок 29 стабилиза гора амплитуды и усилителя мощности и в цепи обратной связи - контрольный пьезоэлектрический виброизмерительный преобразователь 21 (или 22), согласующий измерительный усилитель 30 и двойной интегратор 31. Постоянное подмагничивание осуществляется от блока 29. Величина де формации имитатора объекта 2 измеряется с помощью тензодатчиков 6 и измерительного блока 32. Совместно с испытуемым виброизмерительным преобразователем 1 для определения деформационной чувствительности используется согласующий усилитель 33, вольт метр 34 и самоп1|сец 35, причем дпя развертки последнего используется датчик угла поворота 11. Устройство для измерения деформационной чувствительности 984 виброизмеритрльных преобразователей работает следующим обра зом. От генератора 25 амплитуды и усилителя мощности на электромагниты 18 поступает переменное электрическое напряжение, которое возбуткдает изгибные колебания ветвей двух камертонов 12 и 13 в горизонтальной плоскости.Амплитуда колебаний ветвей двух камертонов 12 и 13 в горизонтальной плоскости измеряется и поддерживается постоянной с помощью контрольного пьезоэлектрического вйброизмерительного преобразователя 19,который включен через согласующий измерительный усилитель 26 и двойной интегратор 27 в цепь обратной связи электронного блока 25 стабилизатора амплитуды.и усилителя мощности. Контрольныйпьезоэлектрический виброизмерительный преобразователь 20 служит для балансировки ветвей камертона 12. Имитатор объекта 2 с установленным испытуемым виброизмеритбльным преобразователем 1 размещен в циJIиндpичecкoй полости 4 (фиг. 1) и с помощью магнитной жидкости 5, твердеющей от магнитного поля, создаваемого обмотками электромагнктов 16 (фиг. 2 и 3) и электронным блоком управления 36, периодически оказьгоается жестко связан с двойным камертоном. При изгибнык колебаниях в горизонтальной плоскости ветвей двух камертонов 12 и 13 в имитаторе объекта 2, размещенном в области перемычки 14, создаются деформации, растяжения - сжатия, которые воздействуют на испытуемый виброизмерительный преобразователь 1. Выходной сигнал испытуемого виброиз- мерительного преобразователя через согласующий усилитель 33 поступает на вольтметр 34 и самописец 35. Величина деформации растяжения - сжатия имитатора объекта 2 измеряется с помощью тензодатчиков 6 (фиг. 1) и измерительного блока 32 (фиг. 4). При вращении имитатора объекта 2 определяется круговая диаграмма дефор(ационный чувствительности испьггуемого виброизмерительного преобразователя 1 к деформации растяжения сжатия. Круговая диаграмма деформационной чувствительности записывается на самописец 35, причём развертка самописца 35 осуществляется от датчика угла поворота 11 (фиг. 1), например, потенциометрического типа, запитываемого от источника напряжения 37 Для определения круговой диаграммы деформационной чувствительности испьггуемого виброизмерительного преобразователя 1 к деформахщи изгиба в двойном камертоне возбуждаются изгибные колебания ветвей двух камертонов 12 и 13 в вертикальной плоскости с помощью злектромагнитов 17 и системы возбуждения и стабилизации колебаний. В зтом случае от генератора сигналов 28,через злектронный блок 29 стабилизатора амплитуды и усилителя мощности на электромагниты 17 поступает переменное электрическое напряженку, которое вызывает появление изгибных колебаний двойного камертона в вертикальной плоскости. Амплитуда колебаний ветвей двух камертонов 12 jH 13 в вертикальной плоскости измеря ется и поддерживается постоянной с :помощью контрольного пьезоэлектричесJKoro виброизмерительного преобразова:теля 21, который включен через согласующий измерительный усилитель 30 и двойной интегратор 31 в цепь обратной связи электронного блока 29 стабилиза тора амплитуды и усилителя мощности. Контрольный пьезоэлектрический виброизмерительный преобразователь служит для балансировки ветвей камертона 13 Изгибные колебания ветвей камертона в вертикальной плоскости приводят к появлению изгибных деформаций в области пере11ычки 14, где расположен и ютaтop объекта 2. Имитатор объекта 2 периодически оказывается жестко связанным с двойным камертоном аналогично описанному при создании деформаций растяжения - сжатия, с поW 7 16 16 Л I л мощью магнитной жидкости 5 (фиг. 1), твердеющей от магнитного поля). В результате в имитаторе объекта . за счет изгибных колебаний двойного камертона в вертикгшьной плоскости возбуждаются изгибные деформации, которые передаются на испытуемый виброизмерительньй преобразователь 1. При вращении имитатора объекта 2 и в этом случае определяется круговая диаграмма деформационной чувствительности испытуемого виброизмерительного преобразователя к деформации изгиба. Данная конструкция устройства для измерения деформационной чувствительности виброизмерительных преобразователей, использующая магнитную жидкость, позволяет осуществлять эффективную связв имитатора объекта с системой создания деформации и за счет изменения типа деформации (путем использования изгибных колебаний двойного камертона в вертикальной-или/и горизонтальной плоскости) позволяет определять круговые диаграммы деформационной чувствительности к деформациям изгиба или/и растяжения сжатия без перекрепления виброизмерительного преобразователя. Использование изобретения при создании устройств для измерения деформационной чувствительности виброизмерительньк преобразователей позволя- . ет расширить функциональные возможности, повысить точность и сократить время проведения измерений.Расширение функциональных возможностей обуславливается увеличением количества различных типов деформации, воспроизводимых одним устройством. 15 /7 .3 18 / Г I / /

Вид А

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ВИБРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ К ДЕФОРМАЦИИ ОБ1зЕКТА ИЗМЕРЕНИЯ, содержащее укрепленные на основании: вьтолненный в виде цилиндра имитатор объекта, систему создания деформации имитатора, включающую камертон, и привод вращения имитатора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения деформации, в нем камертон выполнен из двух одинарных камертонов, соеда1ненньк у оснований друг с другом при этом их ветви направлены противоположно, a в месте крепления камертонов друг к другу и к основанию выполнена цилиндрическая полость, в которой размещен имитатор, причем зазор между внутренней поверхностью полости и имитатором заполнен магнитный жидкостью, a на ветвях камертона установлены обмотки управления состоянием магнитной жидкости. U9 СО ;О эо