Способ градуировки динамометров Советский патент 1991 года по МПК G01L25/00 

Лчобретение относится к измерительной технике, и частности к градуировке динамометров.

Цель изобретения - Пот-имение точности и расширение диапазона градуировки .

Существо способа заключается в том( что для градуировки динамометров больших сил используется образцовый динамометр с диапазоном измерения, меньшим,чем диапазон градуируемых сил.

Нз фиг.) изображен один из вариантов устройства, реализующего предложенный способ.

Устройство для реализации предложенного способа представляет собой, например, рычажную силоизмерительную

машину, содержащую опорную траверсу 1, силопередающую траверсу 2, между которыми установлен градуируемый динамометр 3 сжатия, между силопередаю- шей траверсой и опорой 4 установлен с возможностью параллельного нагру- жения образцовый динамометр 5, в данном случае растяжения, имеющий меньший диапазон измерения. Возможна установка динамометра сжатия. 1ля обеспечения применения способа во всем диапазоне градуировки необходимо, чтобы 5(52, где 6, - деформация. образцового динамометра при максимальном значении сигм в его диапазоне измерений, Јг максимальная деформация градуируемого динамометра при максимальном значении градуируемой силы.

3 Јь

сл

30

35 «ь

Способ реализуется следующим образом.

Между опорной 1 и силопередающей 2 траверсами устанавливают градуи- руемый динамометр 3 сжатия и, задавая при помощи силоизмерительной машины ряд дискретных значений нагрузки FJ , в диапазоне градуировки фиксируют соответствующие значения вы- ходного сигнала uj градуируемого динамометра 3, при максимальной нагрузке измеряют деформацию Ј4. Устанавливая образцовый динамометр 5, необходимо, чтобы зазор между траверсой 1 и градуируемым динамометром был меньше

е-,-Е4.

Затем при помощи силоизмерительной машины задают тот же ряц дискрет

ных нагрузок Fi, при этом

F; Р; + f; ,

где (р.- сила, действующая на градуируемый динамометр, f- - сила, измеренная образцовым динамометром.

При совместном нагружении фиксируют значение выходного сигнала vj градуируемого динамометра и измеряют силу f1 на образцовом динамометре. При этом деформация образцового динамометра 5 не превышает суммы значений зазора и деформации градуируемог динамометра при максимальной нагрузк

Определяют изменение выходного сигнала градуируемого динамометра Аи- и; - v; при изменении действующей силы на значение Ј, .

Градуировочная характеристика динамометра описывается соотношением

Ј

F a(u-uc)+b(u-uo) } (U

где F - приложенная к динамометру сила;

и - выходной сигнал динамометра; и - выходной сигнал динамометра

в отсутствии нагрузки, при этом, как правило, выполняется . неравенство

b (u-ue) x а,

т.е. динамометры имеют слабую нечи- неиноеть.

Нелинейная характеристика динамометра может быть линеаризована и в преобразованном виде, соответствую- щем соотношению (1).Поэтому соотношение (1) является основой для по

строения градуировочных характеристик предлагаемым способом.

При первом цикле нагружения на градуируемый динамометр воздействуе ряд значений силы FI, соответствующие значения выходного сигнала составляют Uj (i ,...N) и с учетом равенства (1) выполняется соотношение

г

(u--u0)+b(u;-u,)

(2)

При совместном цикле нагружения на градуируемый динамометр воздействуют силы Fj - fj, где f - силы, воздействующие на образцовый динамометр. При этом выполняется соотношение

F.(v,-uo)+b(v;-uX(3)

Вычитая из равенства (2) равенство (3), получим

f; a(u.-V-)+b(u;-V.)(u;+V;-2u,)

или

f;

u.-v;

Л+b (u +V;-2uo)

(4)

при i

1, 2,

N,

где N - количество дискретных значений силы р.

Все величины, входящие в равенство (4), измеряются при реализации предлагаемого способа и задача построения искомой градуировочной характеристики (1) сводится к определению коэффициентов а и b линейной регрессии (4), в которой величина f, /(u - -v ) представляет собой тангенс угла наклона секущей зависимости (1) межДу точками и

+ v ва

Обозначим У; - 2и

и v .

: fiL

(4)

i uj-v; Q. В этом случае примут вид

И X

равенстI

У-

34

b х ; ,2,.

решение задачи определения а ется соотношениями

- b x

, N и b

(5)

55

где

( ,

(х .) (у; - у)

GX дисперсия определения величины х, вызванная случайной составляющей погрешности регистрации выходного сигнала градуируемого динамометра.

Практически всегда можно положить 0) у 0, тогда соотношения (5) представляют собой известные формулы метода наименьших квадратов.

Если нелинейностью градуировочной характеристики можно пренебречь, то соотношения (5) принимают простой вид

Ј.i....

, urv;

а Получив значения а и Ь, мы определим искомую градуировочную характеристику, т.е.

F(u)

a(u-u0)+h(u-u0)2

Формула изобретен

Способ градуировки динамометров, заключающийся в том, что нагружают силовоспроизводящим устройством силовую цепь, состоящую из градуируемого и образцового динамометров, установленных между опорой и силозадаю щим элементом силовое производящего устройства, и обрабатывают их выходные сигналы, отличающий- с я. тем, что, с целью повышения

и я

о

точности и расширения диапазона градуировки, отдельно нагружают градуируемый динамометр рядом дискретных значений силы во всем диапазоне градуировки, фиксируют соответствующие значения его выходного сигнала и; в каждой точке нагружения и определяют его деформацию Јf при максимальной

Ю нагрузке, затем параллельно устанавливают образцовый динамометр, у которого диапазон измерений меньше диапазона градуировки, а величина деформации Ј, при максимальном

15 значении диапазона отвечает соотношению f(Ј , после этого полученную силовую цепь нагружают теми же дискретными значениями силы, измеряют выходной сигнал градуируемого

0 динамометра v; и силы fj , действующей на oGp.inuoHL.ifi Д1ша омет1 ь ка;:до|, точке weiinfl слиюьой UOI;H, и вычисляют методом нл.меньи их кнлдратов коЗ { - фипием roi а и ь из соотношении

5г;

а + bdj.+v-Cu ) ,

и -v « °

где i 1, 2, 3,... - количество измерений,

и, - выходно i сигнал градуируемого динамометра в отсутствии нагрузки,

а градуировочную характеристику определяют иэ соотношения

35 F a(u-u0)+b(u-u0);,

где F - сила, действующая на градуируемый динамометр; и - выходной сигнал динамометра.

30

А

а

Изобретение относипч к и iMt рп- телыюи технике, и частности : ipa iy- иронке динамометров бот много усилия. Цель изобретения - попышеине точности и расширение диапазона градуировки. Мри параллельном нагружении об- рачцопого динамометра с меньшим диа- пл JOHOM измерения и градуируемого ди- памчмгтра теми значениями силы, которыми проноднлось предварительное на- гружепие одного градуируемого днна- MoMt-Tpa, производят замер силы, дей- ствуютеи на оОраэцопый динамометр, которому сшп пьтствует разница сигна- лоп с градуируемого динамометра, по неличине которых определяют характеристику градуируемого динамометра. При этом величина максимальной деформации Ј. образцового динамометра должна быть больше Јг деформации градуируемого динамометра при максимальном значении градуируемой силы. 1 ил. I 1(0

//////////////////////////у