УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСКОРЕНИЯ ДВИЖУЩЕГОСЯ ТЕЛА Советский патент 1936 года по МПК G01P15/12 

Знание истинных величин ускорения при движении различных тел является бесспорно весьма существенным фактором для решения целого ряда вопросов по пути совершенствования элементов механизма, целых систем и т.д. В настоящее время требования к измерителям ускорения весьма широки как с точки зрения пределов необходимых измерений, так и чувствительности прибора.

Предлагаемое устройство для измерений ускорения движущегося тела, с применением свободной подвижной по отношению к движущемуся телу массы, допускает проведение измерений в широких пределах и с большею точностью благодаря использованию в приборе чувствительной электроизмерительной схемы мостика Уитстона или Томсона.

На чертеже фиг. 1 изображает вид сбоку устройства для измерения ускорений движущегося тела; фиг. 2 - вид его спереди; фиг. 3 - схему включения устройства в электрическую цепь; фиг. 4 - положение подвижной массы под действием ускорения; фиг. 5 - вид сбоку другой формы выполнения устройства; фиг. 6 - вид его сверху.

Для измерений ускорений от 0,001 м/сек² до 3 м/сек² в устройстве применена в виде полуцилиндра масса А радиуса r (может быть и специально подобранная кривая поверхность), выполненная из одного материала, или, для искусственного смещения центра тяжести, изготовленная из различных материалов, свободно поставленная на поверхности В стола на движущемся теле.

Кривая поверхность полуцилиндра, покрытая полированной металлической, проводящей электрический ток поверхностью М, укладывается на две металлические проволоки R и K, частично-утопленные в плоской из изолирующего материала поверхности В (фиг. 1) стола, укрепленного к движущемуся телу С. Проволока R представляет собой проводник большого удельного сопротивления и малого сечения. Проволока K- хорошо проводящий ток проводник.

Проволока R в точке касания к ней массы А делится на ветви мостика Уитстона (или Томсона), причем цепь гальванометра N замыкается через металлическую поверхность М, проводник K и соединительный провод (фиг. 3).

При равенстве сопротивления ветвей R₁ и R₂ мостика и касания массы А в середине длины проволоки R мостик: уравновешен и гальванометр N не имеет отклонений. При изменении скорости движущейся системы, к которой прикреплен стол с поверхностью В, очевидно, положение массы А должно измениться, и масса А перекатится из среднего положения в сторону, обратную направлению ускорения (фиг. 4); степень перемещения, конечно, зависит от действующего ускорения, и равновесие мостика нарушится, а гальванометр даст соответствующее показание. При переходе, движущейся системы к равномерной скорости масса А полуцилиндра должна возвратиться в прежнее положение, а показания гальванометра N - к нулю. Для пользования прибором последний должен быть предварительно градуирован (на показаниях гальванометра) на механическом проводе с рассчитанными ускорениями.

Градиировка устройства должна быть проведена при избранной силе тока, которая обязательно должна быть устанавливаема и при последующих использованиях устройства.

Для контроля силы тока в цепи в схеме указан миллиамперметр МА.

Отклонения стрелки гальванометра N при положительных и отрицательных ускорениях будут происходить в различные стороны.

Для сохранения горизонтальности поверхности В стола последний должен быть прикреплен к телу С шарнирно.

В форме выполнения устройства, изображенной на фиг. 5 и 6, для измерения ускорения более 3 м/сек² на поверхности В стола помещается тележка Т на катках, цапфы которых снабжены шариковыми подшипниками. Каток L₁ полированный металлический, а каток L₂ из непроводящего ток материала помещены на соответствующих проволоках K и R.

Центр тяжести тележки Т указан на фиг. 5. Положение, соответствующее равновесию мостика, устанавливается с помощью слабонатянутых пружин Р₁ и P₂.

Работа устройства при изменении скорости системы, связанной с поверхностью В стола, совпадает с ранее описанной. Это устройство для измерения ускорений может быть пригодно для случаев значительных ускорений, пределы измерения которых должны быть предусмотрены подбором пружин P₁ и равной ей Р₂.

1. Устройство для измерения ускорения движущегося тела с применением свободной подвижной по отношению к движущемуся телу массы, отличающееся тем, что означенная подвижная масса служит для изменения соотношения сопротивлений двух плеч мостика Уитстона или Томсона, введенный в диагональ которого указатель тока градуирован в единицах ускорения.

2. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что подвижная по отношению к движущемуся телу масса А в виде полуцилиндра с проводящей электрический ток поверхностью М расположена на уложенных на плоской из изолирующего материала поверхности В проволоках R и K, из которых проволока R из материала большого электрического сопротивления включена в схему мостика и служит в качестве двух переменных его плеч, а проволока K соединена с гальванометром в диагонали мостика.

3. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что подвижная масса в виде находящейся под действием пружин Р₁ и Р₂ тележки Т устроена перемещающейся на катках, по проволоке большого удельного сопротивления, включенной в схему мостика в качестве двух переменных его плеч.