СТРУННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УСИЛИЯ В ЧАСТОТНЫЙ СИГНАЛ Советский патент 1969 года по МПК G01L1/10 

Изобретение относится к измерительной технике, а илгенно к технике измерения усилий. Известные струнные преобразователи усилий в частотный сигнал, содержащие рычаг с пружиной, воспринимающей усилие, струну, закрепленную на плече рычага и основании, и преобразователь, не позволяют линеаризовать выходную характеристику. Данное изобретение устраняет указанный недостаток тем, что струна в предложенном преобразователе натянута в плоскости, образованной плечом рычага и его осью вращения. Па чертеже изображеи струнный преобразователь, общий вид. Он содержит рычаг 1 с упругой иружииой, например торсионом 2, являющимся опорой, и струну 3, натянутую иа плече рычага / я оснований преобразователя 4 в плоскости, образованной плечом рычага У и его осью вращения (осью торсиона). Струна 3 расположена в зазоре постоянного магнита 5 и включена в схему автогенератора 6 (преобразователя частоты колсбапий струны в частотный выходной сигнал). Преобразователь работает следующим образом. Входное усилие Р воздействует на конец рычага /. При этом рычаг новорачивается вокруг опоры 2 (торсиона) на угол (р, проорцнональный в.ходному усилию Р и опредеяем1 Й степенью деформации торсиона 2. Одновременно с этим конец струны, закрепенный на плече рычага 1, также совершает перемещенне, пропорциональное углу ф, а возникающая при этом деформация струны пропорциональна ф- нри относительно малы.х углах поворота рычага. Частота колебаний струны зависит от усилия, растягивающего ее 1 -1/ Q 21 У S где / - частота колебаний струны; / - длина струны; Q - растягивающее усилие; р - плотность струны; 5 - площадь поперечного сечения струны. Преобразуя эту формулу, получим f , где К - коэффициент пропорциональности; Е - относительное-удлинение струны ( деформацня струны). Так как в преобразователе деформация струны пропорциональна углу новорота рычага ф, а следовательно, и входному усилию Р, то

Размещение струны в поле постоянного магнита 5 и включение ее в схему автогенератора 6 нозволяет преобразовать частоту ее колебаний в равную ей частоту неременного тока, измеряя которую можно судить о величине входного усилия.

Таким образом, размещение струны в плоскости, образованной нлечом рычага и его осью вращения, позволяет получить линейную зависимость входным усилием и частотой колебаний выходного сигнала.

Нелинейность такого преобразователя тем меньше, чем меньще начальное усилие растяжения струны нри угле поворота рычага, равном нулю.

Предмет изобретения

Струпный преобразователь усилия в частотный сигнал, содержащий рычаг с пружиной, воспринимающей усилие, струну, закрепленную на плече рычага и основании, и преобразователь частоты колебания струны в частотный выходной сигнал, отличающийся тем, что, с целью линеаризации выходной характеристики, струна натянута в плоскости, образованной нлечом рычага и его осью вращения.