Устройство для измерения механических величин Советский патент 1985 года по МПК G01L1/00 G01L1/10 

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для применения в грависейсмических дат чиках геофизической аппаратуры, а также может быть использовано в телеизмерительной аппаратуре обще...промышлеянот6 Т1азначения, предназначенной йля регистрации механических величин. Цель изобретения - расширение диапазона измерения и повьшение точ ности. На фиг. 1 изображен вариант конструктивного выполнения устройства для измерения механических величин на фиг. 2 - схема поляризационного приема; на фиг. 3 - статическая характеристика устройства. Устройство (фиг. 1) содержит упругий элемент 1 с двумя плоскими параллельными гранями, на одной из которых ортогонально друг другу раз мещены два излучателя 2 и 3 попереч ных акустических волн, а на другой параллельно излучателям 2 и 3 два приемника 4 и 5 поперечных акустических волн и секционированный приемкник 6 акустических волн. Секционированный приемник 6 (фиг. 2) выполнен в виде кольца, центр которого совпадает с центром первого и второго приемников 4 и 5, а каждая его секция 7 имеет поляризацию, ортогональную главной оси упругого элемента 1. Статическая характеристика устро ства (фиг. 3) имеет вид пилообразно функции. Устройство работает следующим образом. При отсутствии измеряемого механ ческого воздействия F на боковой по верхности упругого элемента 1 устро ства (фиг. 1), воздуждаемая излучателем 2 поперечная акустическая волна не воспринимается приемником имеющим ортогональную ей поляризаци а воспринимается приемником 5 с кол линеарной поляризацией. Соответстве но возбуждаемая излучателем 3 волна воспринимается приемником 4 и не принимается приемником 5. Поэтому разность сигналов на выходах приемников 4 и 5 будет равна нулю. Если измеряемое механическое воз действие F отлично от нуля, то тог вследствие циркулярного акустическо дихроизма в теле упругого элемента 94J под воздействием механического воздействия поляризация волны, поступающей на приемники 4 и 5, изменит свое первоначальное направление S и S , величина угла эЦ между которыми будет соответствовать амплитуде измеряемого воздействия. Однако при малых амплитудах изменения величины измеряемого воздействия разность сигналов на выходах приемников 4 и 5 изменится на величину, сравнимую с уровнем помех на этих выходах или собственных помех в телеметрической системе, к которой подключается устройство. В этом случае обычный усилитель на входе телеметрической системы не повысит точность и не расширит диапазон измерения. Для дальнейшего расширения диапазона измерения и повышения точности в предлагаемом устройстве используется секционированный приемник 6 акустических волн, который работает следующим образом. Если амплитуда измеряемого воздействия достигает такой величины,при которой угол поворота поляризации дН будет четно кратен половине угловой шири.ны fo одной секции 7 секционированного приемника 6 (фиг. 2), тогда вектор поляризации волны будет ортогонален границе между двумя смежными секциями 7 приемника 6, например межЖУ секциями Д и D с векторами поляризации РЙ и Рр соответственно. В этом случае выходной сигнал секции А приемника 6 примет положительное значение , а секции D -отрицательное, равной амплитуды. Сумма выходных сигналов этих секций будет равна нулю. При малых изменениях амплитуды измеряемого воздействия поляризация волны будет отклоняться от границы между смежными секциями, в результате чего амплитуда выходного сигнала одной из секций увеличится, а другой - уменьшится, поэтому сумма выходных сигналов смежных секций будет отличной от нуля и пропорциональной изменению амплитуды измеряемого механического воздействия. Таким образом, по грубым измерениям амплитуды выходного сигнала приемников 4 и 5 могут быть установлены смежные секции приемника 6, на которых выходные сигналы имеют про3тивоположные знаки, а сумма этих сигналов позволяет получить точное значение величины измеряемого меха11983944нического воздействия в широком диапазоне измерения, пропорциональном числу секций 7 приемника 6.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, содержащее упругий элемент с двумя плоскими параллельными гранями, на которых размещены соответственно излучатель и приемник поперечных акустических волн, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерения и повьшения точности, в него введены второй излучатель и второй приемник акустических волн, размещенные ортогонально первым, и секционированный приемник акустических волн в виде кольца, центр которого совпадает с центром первого i и второго приемников. О) QD оа 00 4ib

/

3«Л.

1 /./«

в I

(fn

UBbix.

®

А UA

г г

|у, Y%/ 5%/

|А 1 I/ /г. 3