Стенд для динамического нагружения рабочих датчиков силы Советский патент 1992 года по МПК G01L25/00 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для динамического нагружения рабочих датчиков силы.

Известна испытательная машина, содержащая станину, два захвата для размещения в них испытуемого образца, электромагнитньй возбудитель колебаний с якорем, на одном конце которого размещен один из захватов (другой захват установлен на станине), жесткую тягу, соединяющую другой- конец якоря с плоскими пружинами, которые соединены с винтовым механизмом статического нагружения испытуемого образца.

Описанная машина испытывает образцы на сжатие и растяжение. Нагрузка

на образец, помещенный в захватах, равна усилию, развиваемому электромагнитом .

Наиболее близкой к предлагаемому является установка, содержащая электродинамический возбудитель колебаний, захваты для испытуемого образца, датчик силы с тензорезисторами, подключенный к регистрирующей аппаратуре и установленный на инерционном элементе с большой массой, подвешенном на гибких троссах. К инерционному iэлементу прикреплен пьезоэлектрический датчик виброускорения, сигнал с которого подается на блок управления, содержащий измеритель виброускоV

со

N5 Ю

О

со

рения и задающий генератор. Выходной сигнал с блока управления поступает на вход усилителя мощности, питающего подвижную катушку электродинамического возбудителя колебаний. Усилие возбуждения колебаний в испытуемом образце пропорционально силе тока в подвижной катушке возбудителя и регулируется усилителем мощности.

Данная установка используется для динамических испытаний образцов на воздействие знакопеременных нагрузок . Недостатком описанной установки является невысокая точность нагруже- ния, обусловленная тем, что силовая цепь (включающая возбудитель колебаний, испытуемый образец, датчик силы и инерционный элемент) незамкнута, что приводит к нестабильности испытательных колебаний.

Целью изобретения является повышение точности нагружения.

Поставленная цель достигается тем что в стенде для динамического нагру ния рабочих датчиков, содержащем генератор импульсов.и соединенный с ним через усилитель мощности и установленный на основании возбудитель колебаний, включающий якорь и катушку, контрольный датчик и узел крепления рабочего датчика силы, блок упраления и блок измерения, узел крепления рабочего датчика силы выполнен в виде полого цилиндрического упора, жестко связанного с возбудителем колебаний, рабочий датчик силы и контрольный датчик жестко соединены в последовательную силовую цепь и размещены внутри полого цилиндрического упора, контрольный датчик жестко соединен с якорем, жестко связанным с основанием, рабочий датчик сил

o

5

0

5

0

5

0

датчиков на возбудителе циклических Колебаний, разрез.

Стенд для динамических нагружений датчиков силы содержит генератор 1 импульсов, соединенньй с ним через усилитель 2 мощности, возбудитель 3 циклических колебаний (в виде электромагнита) с катушкой 4, установленный на основании 5 и содержащий якорь 6, жестко соединенный с контрольным датчиком 7, жестко соединенным в последовательную цепь с рабочим датчиком 8 силы, причем оба датчика 7 и 8 размещены внутри полого цилиндрического упора 9, жестко связанного с возбудителем 3 колебаний винтами 10, Сигналы с контрольного 7 и рабочего 8 датчиков силы поступают через разъемы 11 и 12 в блок управления, выполненный в виде двух нормирующих усилителей 13 и 14, соединенных с электронным 2-лучевым осциллографом 15, счетчиком 16 и вольтметром 17.

Выходы нормирующих усилителей 13 и 14 соединены с входами элемента 18 сравнения, выход которого связан с входом релейного элемента 19, выходы которого соединены с индикатором 20 и генератором 1 импульсов, а входы нормирующих усилителей связаны с выходами рабочего 8 и контрольного 7 датчиков силы.

Рабочий 8 и контрольный 7 датчики представляют собой пьезоэлектрические датчики силы, преобразующие получаемые механические импульсы в электрические сигналы. I

На описанном стенде испытывались

пьезоэлектрические датчики силы для холодиоштамповпчных автоматов.

Стенд работает следующим образом.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить функциональные возможности устройства за счет обеспечения контроля термоэлектрической неоднородности термопары. Стенд содержит механизм перемотки термоэлектродной проволоки с приводом, направляющими роликами и двумя подающими и одним приемным барабанами, корректор сопротивления, связанный со счетчиком перемотки термоэлектродной проволоки и компенсирующий изменение сопротивления измерительной цепи, два термостата с различной температурой термостатирования каждой проволоки, узлы намотки электротермоизоляции, регистратор и блок переключателей. Контроль величины термоэлектрической неоднородности как всей термопары, так и каждой термоэлектродной проволоки в отдельности обеспечивает экономичный расход последней. 2 ил.

жестко соединен с упором, а блок управления выполнен в виде двух нормирующих усилителей, выходы котовых соединены с входами элемента сравне-1 ния, выход которого связан с входом релейного элемента, выходы которого соединены с индикатором и генератором импульсов, а входы нормирующих усилителей связаны с выходами рабочего датчика силы и контрольного датчика.

На фиг. 1 изображена стурктурная схема стенда для динамических нагру- жений датчиков силы; на фиг. 2 - узел крепления рабочего и контрольного

Генератор 1 вырабатывает электр и- . ческие импульсы, длительность и амплитуда которых идентичны импульсам усилия высадки холодноштамповочного автомата и которые поступают на усилитель 2 мощности, где они усиливаются до величины, необходимой для нормальной работы возбудителя 3 колебаний, где электрические колебания преобразуются в механические. Якорь 6 возбуждает импульсы усилия, прикладываемого к контрольному датчику 7, которые передаются рабочему датчику 8 и замыкаются на цилиндрическом упоре 9, прижатом с помощью винтов 10 к возбудителю 3 колебаний .и рабочему датчику 8.

s

Датчики 7 и 8, находящиеся в одной кинематической цепи, генерируют импульсы одинаковой формы и длительности, поступающие на нормирующие усилители 13 и 14, где они усиливаются до стандартного сигнала (например, 10 В). Визуальный контроль за выходными сигналами при нагружениях осущест173

вляется с помощью электронного осцил- JQ ристик рабочего датчика (например,

15

20

25

лографа 15. Затем выходные сигналы с нормирующих усилителей 13 и 14 подаются на входы элемента 18 сравнения, где они сравниваются по амплитуде, и в случае исправности рабочего датчика 8 (равенство амплитуд) на.выходе элемента 18 сравнения, а следовательно на выходе релейного элемента 19, аварийных сигналов не возникает. Стенд повторяет циклы работы, а индикатор 20 не загорается. В случае неисправности рабочего датчика 8 (изменение амплитуды выходного сигнала на 5% и более) на выходе элемента 18 сравнения, а следовательно на выходах релейного элемента 19, формируются аварийные сигналы на отключение стенда и загора- , ется индикатор 20. Длительность нагру- жений датчиков на стенде составляют

1 млн.циклов. Повышение точности на- JQ гружения на описанном стенде достигается за счет того, что неисправность рабочего датчика обнаруживается сразу

же после фиксации отклонения амплитуды выходного импульса рабочего датчика 8 от амплитуды выходного импульса контрольного датчика 7 на 5% и более, что приводит к немедленному отключению стенда в течение одного цикла на- гружения и позволяет проводить анализ причин возникновения поломки датчиков на самых ранних стадиях, предотвращая тем самым его дальнейшее разрушение..

Преимущества предлагаемого стенда для динамических нагружений датчиков силы по сравнению с прототипом состоит в том,что компановка стенда, включающая размещение рабочего и контрольного датчиков в одной замкнутой цепи, позволяет получать одинаковые по форме

35

40

45

чувствительность, нелинейность и др т.е. повышается точность нагружений

Кроме того, простота компановки стенда при отсутствии трущихся элем тов обеспечивает удобство в эксплуа ции. Формула изобретени

Стенд для динамического нагружен рабочих датчиков силы, содержащий генератор импульсов и соединенный с ним через усилитель мощности и уста ленный на основании возбудитель кол баний, включающий якорь и катушку, контрольный датчик и узел крепления рабочего датчика силы, индикатор, б управления и блок измерения, отл чающийся тем, что, с целью повышения точности нагружения, узел крепления рабочего датчика силы вып нен в виде полого цилиндрического упора, жестко связанного с возбудит лем колебаний, рабочий датчик силы и контрольный датчик жестко соедине в последовательную силовую цепь и размещены внутри полого цилиндричес кого упора, контрольный датчик жест соединен с якорем, жестко связанным с основанием, рабочий датчик силы жестко соединен с упором, а блок уп равления .выполнен в виде двух норми рующих усилителей, выходы которых соединены с входами элемента сравне ния, выход которого связан с входом релейного элемента, выходы которого соединены с индикатором и генератор импульсов, а входы нормирующих усил телей связаны с выходами рабочего д чика силы и контрольного датчика.

732203

и фазе, выходные сигналы, что дает возможность при их синфазном включении на входе элемента сравнения не воспринимать внутренние помехи схемы и помехи, связанные с изменением внешних условий (температуры, напряжения питания и др .), и сохранить высокую чувствительность к изменениям характе5

Q ристик рабочего датчика (например,

5

0

5

Q

5

0

5

чувствительность, нелинейность и др.), т.е. повышается точность нагружений.

Кроме того, простота компановки стенда при отсутствии трущихся элементов обеспечивает удобство в эксплуатации. Формула изобретения

Стенд для динамического нагружения рабочих датчиков силы, содержащий генератор импульсов и соединенный с ним через усилитель мощности и установленный на основании возбудитель колебаний, включающий якорь и катушку, контрольный датчик и узел крепления рабочего датчика силы, индикатор, блок управления и блок измерения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности нагружения, узел крепления рабочего датчика силы выполнен в виде полого цилиндрического упора, жестко связанного с возбудителем колебаний, рабочий датчик силы и контрольный датчик жестко соединены в последовательную силовую цепь и размещены внутри полого цилиндрического упора, контрольный датчик жестко соединен с якорем, жестко связанным с основанием, рабочий датчик силы жестко соединен с упором, а блок управления .выполнен в виде двух нормирующих усилителей, выходы которых соединены с входами элемента сравнения, выход которого связан с входом релейного элемента, выходы которого соединены с индикатором и генератором импульсов, а входы нормирующих усилителей связаны с выходами рабочего дат-, чика силы и контрольного датчика.

фиг.