БАЛАНСИРОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1973 года по МПК G01M1/36 

1

Изобретение относится к области технологии приборостроения и может быть использовано при уравновешивании чувствительных элементов приборов.

Известно балансировочное устройство для статического уравновешивания чувствительного элемента прибора, содержащее выполненную в виде чаши балансировочную ампулу, частично заполненную легкоплавким веществом, и нагреватель.

Однако такое устройство имеет невысокую точность и воспроизводимость заданного смещения центра масс при заданном наклоне ампулы вследствие неплавного перемещения периметра смачивания по внутренней поверхности ампулы.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что поверхности стенок ампулы сопряжены между собой под углом р, образуя кольцевое ребро, а биссектриса угла р образует с плоскостью кольцевого ребра угол со, значение которого выбрано из условия:

во + Р/2 То + - Р/2 - Фо,

и преимущественно равно среднеарифметическому этих пределов, где 9о и бц--углы оттекания и натекания расплава по поверхности материала стенки ампулы соответственно, фо -угол пересечения поверхности расплава В исходном положении с плоскостью кольцевого ребра. Кроме того, ампула заполнена легкоплавким веществом так, что его поверхность в исходном положении совпадает с плоскостью кольцевого ребра, т. е. угол , а угол р выбран возможно малым из условия обеспечения требуемой жесткости кромки кольцевого ребра.

Эти отличия позволяют повысить точность балансировки, упростить технологию изготовления устройства и расширить пределы балансировочного момента.

На чертеже показана балансировочная ампула предлагаемого устройства в разрезе.

Ампула /, заполненная легкоплавким веществом 2, выполнена в виде чащи. При этом поверхность OD стенок ампулы, не контактирующая с расплавляемым веществом, сопряжена с поверхностью ОВ, граничащей с расплавляемым веществом под угол р, образуя кольцевое ребро О в виде окружности радиуса г 00. Ампула герметизирована, например, крышкой 3, а свободное пространство 4 вакуумировано или заполнено газом.

Степень заполнения ампулы расплавом характеризуется углом фо, образуемым плоскостью кольцевого ребра О и касательной ОМ к поверхности расплава ON. Для данных г и .капиллярной постоянной поверхности расплавагде 0 - удельная свободная поверхностная энергия; Ар - положительная разность плотностей контактирующих фаз; g - ускорение силы тяжести, угол фо однозначно определяет часть объема расплава, ограниченную поверхностями 00 и ОЛ. Угол ш ЛОО указывает взаимное расположение биссект1р.исы О А угла р и плоскости кольцевого ребра О. При наклоне ампулы на угол у в положение, когда вектор гравитации займет положение , поверхность расплава ON деформируется и занимает положение , а правой частью ампулы, не показанной на чертеже, она занимает положение, симметричное OK,N. Такая деформация поверхности расплава без смещения его периметра возможна тогда, когда касательная ОМ может свободно изменять свой наклон в пределах конечного CMOM, что достигается благодаря наличию кольцевого ребра О и расположению биссектрисы О А с определенной ориентацией относительно касательной ОМ, т. е. под ЛОМ, где . При увеличении наклона ампулы - ЛОМ уменьшается и ОМ достигает положения ОМ , т. е. ЛОМ-р/2 достигает относительно поверхности ОВ значения угла оттекания 9о. При дальнейшем наклоне ампулы периметр смачивания сойдет с кольцевого ребра и расплав начнет оттекать по поверхности ОВ. Чтобы этого не произошло, должно выдерживаться условие ЛОМ-р/2 во(1) При наклоне ампулы на угол минус у вектор гравитации ОР займет положение , ЛОМ увеличивается, и сход периметра смачивания с кольцевого ребра по поверхности OD пр.и дальнейшем наклоне будет возможен, когда касательная ОМ займет положение ОМ и между ней и прямой DOD будет достигнут угол оттекаяия 9н. Чтобы этого не произошло, должно выдерживаться условие: ЛОМ- (2) Вместе с (1) это дает условие: во+Р/2 ЛОМ в + ЛОД или после преобразований получаем: 0, + /2-, - в„ + - Р/2 - ср„ при этом оптимальное значение угла и будет равно среднеарифметическому значению его пределов по формуле (3): , у(0„+во + т:). Для упрощения технологии изготовления устройства и расщирения пределов балаисировочного момента ампулу заполняют легкоплавким веществом так, что его поверхность в исходном положении совпадает с плоскостью кольцевого ребра О. В этом случае мениски натекания и оттекания OKN, соответствующие равным наклонам ампулы в противоположные стороны, становятся симметричными, а балансировочный момент увеличивается. Толщину кольцевого ребра 6 выбирают возможно малой из условия обеспечения требуемой жесткости кромки. При этом чем меньше угол |3, тем больше угол свободного изменения направления касательной, что увеличивает диапазон изменения балансировочного момента. В предлагаемом устройстве смещение массы расплава находится в строгой зависимости от наклона ампулы. Предмет изобретения 1. Балансировочное устройство для статического уравновешивания чувствительного элемента прибора, содержащее выполненную в виде чаши балансировочную ампулу, частично заполненную легкоплавким веществом, и нагреватель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности балансировки, поверхности стенок ампулы сопряжены между собой под углом р, образуя кольцевое ребро, а биссектриса угла р образует с плоскостью кольцевого ребра угол со, значение которого выбрано из условия: ©, + р/2 - ср„ со в„ + :: - р/2 - ср„, и преимущественно равно среднеарифметическому этих пределов, где 6о и бц - углы оттекания и натекания расплава по поверхности материала стенки ампулы соответственно, РО - угол пересечения поверхности расплава в исходном положении с плоскостью кольцевого ребра. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью упрощения технологии его .изготовления и расщирения пределов балансировочного момента, ампула заполнена легкоплавким веществом так, что его поверхность в исходном положении совпадает с плоскостью кольцевого ребра, т. е. угол рэ 0. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью увеличения балансировочного момента, угол р выбран возможно малым из условия обеспечения требуемой жесткости кромки кольцевого ребра.