Способ измерения постоянной силы Советский патент 1988 года по МПК B23B25/06 

(21)4179913/31-08

(22)14.01.87

(46) 23.12.88..БЮЛ. № 47

(71)Горьковский политехнический институт им, А.А.Жданова и Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков

(72)В.А.Ратмиров, В.А.Перфилов и И.А.Ворисов

(53)621.9.08(088.8)

(56)Джагупов Р.Г., Ерофеев А.А. Пьезокерамические элементы в приборостроении и автоматике. -.Л.: Машиностроение, 1986, с. 81.

(54)СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ СИ- Jbl

(57)Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в

силоизмерительных системах металлорежущих станков, Цель изобретения - повышение точности за счет улучшения линейности характеристики и упрощения изменений, расширение функциональных возможностей. Для этого тело , к которому прижат пьезоэлемент 3, работакщий в режиме прямого пье- зоэффекта, и на которое действует постоянная сила, приводят во вращательное движение, чем модулируют постоянное значение силы в периодически изменяющееся ее значение, и этой модулированной силой воздействуют на пьезоэлемент. По амплитуде сигнала пьезоэлемента определяют постоянное значение приложенной к телу силы. I ил.

S

4

Q1 00 О5

Изобретение относится к станко- строенизо и может быть использовано в сйлоизмерительньгх системах металлорежущих станков,

Цель изобретения - повьппение точности за счет улучшения линейности о характеристики и упрощение измерений, расширение функциональных возможностей.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа.

Тело 1, закрепленное в опоре 2, может совершать вращательное движение вокруг оси X. Пьезоэлемент 3 прижат винтом 4 к телу 1 с постоянной силой предварительного натяга F. В чашу 5 можно укладывать грузы 6 с различной массой.

Заряд, вызванный приложением си- лы FH к пьезоэлементу с помощью винта 4, разряжается через цепь регистратора и поэтому потенциал от силы Fj, на входе регистратора при вращении тела равен нулю. Новьй заряд на обкладках пьезоэлемента может появиться только в результате изменения действующей на него силы F,.

Заряд подтДействием силы F, обусловленный зпкладкой в чащу груза маесой М, также разряжается через регистратор и потенциал на его входе вновь равен нулю. Чтобы на регистраторе потенциал не был равен иулю, предлагается тело 1, на которое действует постоянная сила F и к которому прижа Пьезоэлемент 3, привести во вращательное движение с угловой скоростью СО вокруг оси XX. В результате вращения на Пьезоэлемент, когда он находится в нижней части, действует сила

,

а когда он находится в верхней части, то сила равна

FM FH-F

в общем случае сила F, действую50

ая на Пьезоэлемент, изменяется за дин оборот по периодическому закону

Составитель А.Семенова Редактор М.Бланар Техред Л.Олийнык

Фо при пря в т нуй ген ли лью фун при во .пос вра в п воз щей ляю к т ВЫХ зоэ

. sin(Mt+t| ),

где со угловая скорость вращения

пьезоэлемента с телом относительно точки приложения постоянной силы вокруг оси XX; t - время одного оборота; Ср - угловое положение тела, принятое за нулевое. Действие на Пьезоэлемент силы F,, изменяющейся по описанному закону, вызывает постоянную генерацию пьезо- элементом заряда Q, величина которого может быть определена согласно основного уравнения для пьезоэлемен- тов из условия

«.3.. sin(ot+Cf),

где пьезомодуль пьезоэлемента. При подключении обкладок пьезо- . элемента к вольтметру в их цепи появляется ток I, равный

dQ d(d;;-F.sin(tot+Cf) at dt

Амплитудное значение этого тока является функцией величины постоянной силы F, приложенной к телу.

Формула изобретения Способ измерения постоянной силы, приложенной к телу с использованием прямого пьезоэффекта, заключающийся в том, что снимают амплитудно-частот- нуй характеристику выходного сигнала, генерируемого пьезоэлементом, о т- личающийся тем, что, с целью повьш1ения точности и раапирення функциональных возможностей, к телу прижимают Пьезоэлемент, приводят их во вращение и прикладывают к телу .постоянную силу перпендикулярно оси вращения, модулируют указанную силу в периодически изменяющуюся силу, воздействуют периодически изменяющейся силой на Пьезоэлемент и определяют постоянное значение приложенной к телу силы по з начению амплитуды ВЫХОДНОГО сигнала, генерируемого пье- зоэлементом.

Корректор М.Максимишинец