Изобретение относится к способу измерений быстропеременных скоростей, ускорений и времени движения какойлибо системы в случае, если весь процесс совершается в 1-2 секунды, причем скорость может достигать порядка 50 м в секунду, а ускорения как положительные, так и отрицательные доходят до 100 g (g 9,8 Ai/ceK). Так, например, предлагаемый способ может быть применен для измерения ускорений тележки катапульты, служащей для старта самолетов. Если движение катапульты происходит за 1,5 сек. и за это время положительное ускорение достигает величины 6 g, а затем сменяется отрицательным ускорением (замедлением), то время движения и полная картина изменения скорости и ускорения во времени может быть получено при помощи предлагаемого способа. В приведенном примере пользование обычными акселерометрами и акселерографами, основанными на применении пружин или мембран, встречает принципиальные возражения. Дело в том, что для достижения больщой чувствительности при механических способах измерений необходимо допускать больщие деформации, которые обусловливают вместе с тем низкую собственную частоту измерительных приборов. Поэтому точная фиксация кратковременного процесса изменения
скорости и ускорения посредством применения пружин или мембран оказывается невозможной. Производят также замеры скорости и ускорения при помощи записи колебаний камертона на вал, приводимый во вращение тросом, который намотан на вал и свободным концом прикреплен к движущейся системе, но этот способ дает возможность грубо фиксировать только положительное ускорение; для замера отрицательных ускорений он непригоден. Применение для измерения ускорения приборов, основанных на пьезоэлектрических свойствах кварцевой пластинки, имеет преимущество в отношении уменьшения инерции измерительной системы, но такого рода приборы являются сложными по устройству (необходимо иметь усилитель, осциллограф, приспособление для фотографирования и пр.), что чрезвычайно удорожает стоимость прибора.
Предлагаемый способ лищен указанных недостатков. Он прост по устройству, безотказно работает и обладает точностью, вполне достаточной для технических измерений.
Этот способ заключается в следующем. Вдоль следования движущейся системы А (фиг. 1) натягивают на изоляторах К л L стальную проволоку pq диаметром от 1-1,5 мм. На движущейся системе А закреплен электромагнит В,
по бокам которого находятся две диамагнитных втулки а к Ь. Во время движения системы А втулки а и b скользят вдоль проволоки pq и являются направляющими для электромагнита. В обмотку электромагнита В подводится переменный электрический ток от генератора звуковой частоты с постоянной частотой /.
Подводка тока осуществляется от зажима а через проволоку рд, втулки а, Ь, катущку электромагнита В, металлический корпус движущейся системы и через рельс, направляющий движение системы, к зажиму . Если движущаяся система на металлическая, то ток к электромагниту В можно подвести посредством гибкого шнура, следующего за движущейся системой. Во время движения электромагнита вдоль стальной проволоки последняя, через равные промежутки времени, а именно через - сек.,
получает перемагничивание и, в результате движения электромагнита вдоль проволоки, она будет представлять собою цепь из отдельных магнитиков, длина которых равна отрезкам пути Д5. Эти отрезки пути Д5 система проходит за последовательные промежутки времени,
1 равные - сек.
Зависимость между силой намагничивающего тока и расположением отдельных магнитиков вдоль проволоки можно схематически представить так, как изображено на фиг. 2.
После магнитной записи стальная проволока наматывается на деревянную катушку С и расшифровка записи осуществляется следующим образом.
Деревянная доска Q (фиг. 3) имеет продольную канавку глубиной, равной диаметру стальной проволоки. Проволока рд по частям перематывается с катушки С на катущку D, проходя через канавку. Деревянная доска покрывается сверху бумагой и посыпается мелкими железными опилками. На бумаге получается магнитный спектр (фнг. 4). Нейтральные линии отдельных магнитиков на магнитном спектре будут представлены в виде центров небольших эллипсов из опилок.
Расстояния между центрами этих эллипсов можно зафиксировать с точностью до 1 мм. В виду того, что нейтральные линии соответствуют перемене направления тока в электромагните В, а эти перемены осуществляются через равные промежутки времени, соответствующие
140--f сек., расстояния Д5 между нейтральными линиями дают значения отрезков пути за ряд равных промежутков времени.
При расшифровке магнитной записи составляют таблицу (фиг. 5). В этой таблице графе „время соответствуют последовательные промежутки времени , , Д и т. д., причем
Д4
- сек. Общее число нейтральных
линий на проволоке п, помноженное на
2, дает полное время движения системы с точностью до -JT сек. Во вторую
графу заносят расстояния Д5 между соседними нейтральными линиями на магнитном спектре. Расстояние между нейтральными линиями, соответствующее какому - либо полупериоду Д помноженное на 2/, дает среднюю скорость V/ за время Значения скоростей заносят в графу „скорость. Ускорение за время Mff получают из выражения а/ -(Vk+ 1- W)2/.
Таким образом, таблица дает время движения и последовательный ряд значений пути, скорости и ускорения за равные промежутки времени. Пользуясь полученной таблицей, можно построить графики изменения этих величин во времени или же прямо иметь их значения в любой момент движения.
Частота переменного тока /, питающего электромагнит В, берется больше, если скорости движения системы велики. При измерениях небольших скоростей (порядка до 10 м в секунду) можно пользоваться обычным переменным током с частотой /, равной 50 герц.
Магнитная запись на проволоке после расшифровки может быть стерта постоянным магнитом и проволока вновь использована для следующей записи.
Настоящий способ может быть применим при проведении, исследований кратковременных движений, встречающихся в различных областях техники. В частности, он может быть применен для измерения ускорения тележки катапульты при старте самолетов.
Предмет изобретения.
Способ определения скоростей, ускорений и длительности кратковременных
движений, отличающийсй тем, что на неподвижной стальной проволоке, расположенной параллельно движению тела, производят магнитную запись при помощи электромагнита, соединенного с исследуемым движущимся телом и питаемого переменным током определенной частоты, после чего получают общеизвестным приемом магнитный спектр этой записи и по этому магнитному спектру определяют искомые величины.
Фиге
сЬигЗ
--v;: -i 3is--WJw;:3.-7.R)t
Фиг4
ип
