УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН Советский патент 1973 года по МПК H03M1/50 G01B7/02 

1

Изобретение относится к измерительной техвике.

Известно устройство для измерения механических величин, например перемещений, содержащее узел, передающий измеряемую величину, связанный с ним преобразователь измеряемой величины в электрический сигнал, выполненный в виде дифференциального струнного преобразователя, и подключенный к выходу датчика регистрирующий блок.

Недостатком указанного устройства является невысокая точность измерения из-за нелинейности характеристики преобразования измеряемой величииы в частоту.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что узел, передающий измеряемую величину, выполнен в виде щтока, подвижного в направлении, параллельном струнам, и снабженного установленными на нем наконечниками, каждый из которых касается одной струны и изменяет ее рабочую длину при перемещении щтока.

Указанное отличие повыщает точность измерения.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий на фиг. 2 - схема регистрирующего блока.

Устройство содержит корпус 1, на котором закреплены с помощью металлических накладок 2 и 3 две идентичные струны 4 и 5, расположенные на одной прямой и помещенные в поле постоянных магнитов 6. Коэффициенты линейного расширения корпуса и струны подобраны таким образом, чтобы обеспечить постоянстБО натяжения обеих струн в щироком диапазоне температур.

В корпусе в безлюфтовых направляющих с трением качения установлен щток 7, имеющий два выполненных из агата и отполированных наконечника 8, касающихся поверхности каждой из струн 4 и 5, включенных в электромеханический колебательный контур автогенераторов 9 и W, сигнал с которых поступает нг: вход регистрирующего блока. Последний содержит делители // и 12 частоты, формирователи 13 и 14 импульсов, реле 15 времени, кварцевый генератор 17, генератор 16 меток времени, селектор 18 и электронный счетчик импульсов с цифровой индикацией 19.

Устройство работает следующим образом.

При перемещении щтока на величину, равную измеряемому перемещению, рабочая длина одной из струн увеличивается, а другой настолько же уменьшается. Частоты колебаний струн можно представить в следующем виде:

f - 1 f 1 - 9 //. -1- 9) г -

2( S)

2(/o-S) р

Р

где /1 - частота сопственных колебаний стру30ны 5;

fz - частота колебаний струны 4; /о -начальная длина каждой из струн; 5 - измеряемое перемещение.

Разность периодов колебанию будет равна

.

так как a const в силу подбора коэффициента линейного расширения материала корпуса и материала струны, то AT является линейной функцией измеряемого перемещения.,

При изменении рабочих длин струн изменится период их собственных колебаний. Для точного измерения разности периодов AT период колебаний автогенераторов независимо умножается с помощью делителей 11 и 12 и преобразуется в прямоугольные импульсы формирователями 13 и 14.

Формирующее устройство канала струны 4 вырабатывает импульсы запуска для реле 15, соответствующего началу измеряемого интервала. Формирующее устройство канала струны 5 вырабатывает импульсы остановки для реле 15, соответствующего концу измеряемого интервала. Импульс строба, вырабатываемый реле времени для открытия селектора 18, равен по длительностИ измеряемому интервалу.

Электронный счетчик импульсов с цифровой индикацией 19 считает за время длительности импульса строба число импульсов кварцованной частоты повторения вырабатываемых генератором меток 16, управляемого генератором 17. Частота повторения кварцованных меток времени может быть выбрана в зависимости от требуемой точности измерения з пределах от 1 мгц до 10 мгц.

Показания счетчика N определяются выражением:

Л А..и-А7 и-4/.5.

/:

частота повторения кварцованных

эап меток времени;

2 -коэффициент деления делителей // и 12.

Таким образом, сигнал, поступающий на вход счетчика 19, не зависит от температуры.

Предмет изобретения

Устройство для измерения механических величин, например перемещений, содержащее узел, передающий измеряемую величину, связанный с ним преобразователь измеряемой величины в электрический сигнал, выполненный

в виде дифференциального струнного датчика, и подключенный к выходу датчика регистрирующий блок, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения, узел, передающий измеряемую величину, выполнен в виде

штока, подвижного в направлении, параллельном струнам, и снабженного установленными на нем наконечниками, каждый из которых касается одной струны и изменяет ее рабочую длину при перемещении щтока.

S

НН

/5

LT