Способ определения координаты центра тяжести тела Советский патент 1985 года по МПК G01M1/12 

1

Изобретение относится к устройствам для определения прецизионного позиционирования объектов и может быть использовано в области двигателестроения применительно к механическим регуляторам, скорости.

Цель изобретения - повышение точности измерения координат центра тяжести.

На фиг.1 изображено устройство для осуществления способа, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сбоку

Устройство состоит из плоскопараллельных опор 1 ножевого типа, на которых на подвесе 2 закреплено тело 3. При колебаниях груз периодически становится между источником света 4 и фотодатчиком 5, сигнал которого усиливается усилителем 6 и регистрируется частотометром-хронометром 7..

Тело 3 {фиг.1) подвешивают на плоскопараллельных опорах 1 на подвесе 2 длиной а 50 мм так, чтобы оно находилось между источником света 4 и фотодатчиком, например, типа СФ2-6. После сообщения телу колебательного движения относительно вертикальной оси так, чтобы амплитуда колебаний не превышала , тело начинает периодически пересекать пучок света, направленный от источника 4 на фотодатчик 5. На выходе фотодатчика возникает напряжение, импульс которого усиливается ЭЛЕКТРОННЫМ усилителем, в который в качестве составной части входит триггер Шмитта, преобразующий форму импульса напряжения фотодатчика в строго прямоугольную при сохранении длительности импульса. Сигнал от усилителя 6 поступает на частотометр-хронометр 7 Время между двумя одноименными точками двух соседних импульсов i вьщается в виде цифровой индикации с точностью до 0,01%. После этого опыт повторяют на подвесе 2 длиной 100 мм и определяют период колебаний 2Известно, что момент инерции тела D относительно любой оси равняется сумме момента инерции тела 3 относительно оси, проходящей через центр тяжести тела параллельно этой оси.

70302,2

и произведению массы тела М на квадрат расстояния между осями

где . - расстояние от центра тяжести

до точки подвеса.

Проведя две последовательные операции с различными длинами подвеса, воспользуемся равенством момента 10 инерции тела .относительно оси

(k.«j(-)-Kf .)(-)-(a).

м

Из данного уравнения находим вели20 чину расстояния от точки закрепления тела до координаты центра тяжести k

nч.. ,)

.J

где й - расстояние от точки з-акрепления тела до точки подвеса 0при первой установке тела-,

Й2 расстояние от точки закрепления тела до точки подвеса при второй установке тела; t, -tj - периоды колебаний тела при

Иг

- ускорение свободного падения.

Поскольку во всех случаях используются одни и те же опоры, погрешность, вносимая неверными значениями с и «2 , будет также постоянной. Значения « и а( были измерены с точностью 10,05 мм, что при наиболее неблагоприятном сочетании погрешностей давало систематическую погрешность при определении К до 2%.

Периоды определялись с точностью 0,01%. При наиболее неблагоприятном сочетании погрешностей -t и {j ошибка в определении К составляла 0,3%. Эта оишбка для группы грузов была случайной и поэтому принималась во внимание при сравнении полученных значений К.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТЫ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ ТЕЛА относительно точки подвеса, заключающийся в подвесе тела и определении координаты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, осуществляют последовательную установку тела на подвесах двух различных фиксированных длин и свободное колебание тела, и при каждой установке осущ€.ствляют измерение периодов колебаний, причем расстояние от точки закрепления тела до координаты центра тяжести определяют по соотношению Jl тЛ (Т 2 / 2. 1 --- Irtt-M + и i -а i V -1 г i W А (.-)) где расстояние от точки подвеса i до точки закреплершя тела 1(П при первой установке тела; . расстояние от точки закрепления тела до точки подвеса при второй установке тела; t i-fcj- периоды колебаний тела при «,, «2, - ускорение свободного падения. gem I