Устройство для измерения угловых ускорений Советский патент 1962 года по МПК G01P15/11 

В известных устройствах, служащих для измерения угловых ускорений, в которых в качестве чувствительного элемента - датчика используется упругая металлическая балочка, устанавливаемая на оси вращающегося тела, затруднена установка датчика на контролируемом объекте.

В описываемом устройстве упрощение установки датчика на контролируемом объекте и .повышение надежности его работы достигнуто применением неподвижного магнитопровода, магнитная цепь которого замыкается при вращении тела измерительной балочкой и бруском, расстояние между которыми при неподвижной оси равно расстоянию между полюсами магнитопровода. Для упрощения комплекта измерительной аппаратуры, работающей совместно с датчиком, в устройстве применен лучевой осциллограф, на пластины которого поступает напряжение с сопротивления, включенного последовательно с обмоткой возбуждения магнитопровода датчика.

Конструктивное выполнение устройства изображено на чертеже.

На оси вращающегося тела 1, например вала, угловое ускорение которого контролируется, устанавливается втулка 2, механически связанная с упругой балочкой 5, несущей на конце параллелепипед 4, ислользуемый в качестве инерционной массы. На некотором расстоянии от оси вала установлен брусок 5, соединенный с торцовой поверхностью вала. В непосредственной близости от торца вала на опоре 6 установлен неподвижный магнитопровод 7, снабженный обмоткой 8 возбуждения, служащей для подмагничивания магнитопровода 7 постоянным током. Расстояние между полюсами 9 и 10 магнитопровода при неподвижном вале выбирается равным расстоянию между инерционной эдассой и бруском. Когда полюса 9 10 находятся против параллелепипеда 4 и бруска 5, магнитная цепь магнитопровода замы№ 150310-2кается через измерительную балочку 3, торцовую поверхность вала и брусок 5. Балочка 3, брусок 5, магнитопровод 7 с обмоткой 8 образуют датчик ускорений. Последовательно с обмоткой 8 возбуждения включено сопротивление 11, соединенное с вертикальными отклоняющими пластинами электронно-лучевого осциллографа, входящего IB состав комплекта измерительной алпаратуры, работающей совместно с датчиком.

При вращении вала магнитная цепь магнитоправода 7 периодически замыкается балочкой 3 и бруском 5, в результате чего на сопротивлении // с. частотой, пропорциональной частоте вращения вала, возникают импульсы напряжения, наблюдаемые на экране осциллографа, подключенного к сопротивлению //.

При вращении вала с равномерной скоростью расстояние между параллелепипедом 4 и бруском 5 будет сохраняться постоянным и равным расстоянию между этими элементами датчика при неподвижном вале. На экране осциллографа, подключенного к сопротивлению 11, будет лри каждом обороте вала наблюдаться три импульса. Первый имлульс возникнет в момент, когда брусок 5 проходит под полюсом 9, так как в этот момент магнитное сопротивление магнитопровода 7 резко уменьшается, второй импульс возникнет при прохождении бруска 5 под полюсом 10, а параллелепипеда 4 - под полюсом 9. Амплитуда второго импульса будет максимальной, так как в этот момент сопротивление магнитной цепи минимально. Третий импульс возникнет при прохождении параллелепипеда 4 под полюсом 10.

При изменении скорости вращения вала, т. е. при наличии ускорения, балочка 3 изгибается и расстояние -между параллелепипедом 4 и бруском 5 Изменяется, увеличиваясь при увеличении скорости и уменьшаясь при уменьщении скорости вращения вала. При этом за каждый оборот вала возникает уже не три, а четыре импульса. Если расстояние между параллелепипедом 4 и бруском 5 стало больще расстояния между полюсами 9 и 10, первый и второй и.Мпульсы возникнут при прохождении бруска 5 под полюсами 9 и 10, а третий и четвертый импульсы - при прохождении под же полюсами параллелепипеда . Если расстояние .между параллелепипедом 4 и бруском 5 стало меньще расстояния между полюсами 9 и 10, первый импульс возникнет лри прохождении бруска 5 и параллелепипеда 4 под полюсом 9, а третий и четвертый импульсы-при прохождении бруска 5 и параллелепипеда 4 под полюсом 10. Вследствие того, что балочка 3 находится на некотором расстоянии от торца вала, сопротивление магнитной цепи -при прохождении параллелепипеда 4 под полюсами 9 к 10 будет большим, чем сопротивление магнитной цепи при прохождении бруска 5 под этими же полюсами, в результате чего при прохождении бруска 5 -под полюсами амплитуды импульсов, снимаемых с сопротивления //, окажутся больщими, че.м при прохождении параллелепипеда 4.

По распределению амплитуд импульсов в наблюдаемых группах легко определить, ускоряется или замедляется вращение вала- Величину ускорения определяют по расстоянию между вторым импульсом, возникающим на сопротивлении Г1 при прохождении 5 под полюсами 9 li 10, к первым импульсом, создаваемым при прохол дении параллелепипеда 4 под этими полюсами.

Предмет изобретения

1. Устройство для измерения угловых ускорений, содержащее в качестве чувствительного з-лемента упругую металлическую балочку, устанавливаемую на оси вращающегося тела, отличающееся тем.

что, с целью Прощения установки устройства на контролируемом объекте и повышения надежности его, в нем применен подмагничиваемый постоянным током неподвижный магнитопровод, магнитная цепь которого за|Мыкается при вращении тела измерительной балочкой и бруском, расстояние между которыми при неподвижной оси равно расстоянию между полюсами магнитопровода.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью упрощения комплекта измерительной аппаратуры, работающей совместно с датчиком, применен лучевой осциллограф, на пластины которого поступает напряжение с сопротивления, включенного последовательно с обмоткой возбуждения iмaгнитoпpoвoдa датчика.

-3-№ 150310