Струнный компенсационный датчик перемещения Советский патент 1979 года по МПК G01L1/10 

1

Изобретение относится к технике измерения малых перемещений преимуществелно упругих вставок силоиз.мерителей.

Известен струнный компенсационный датчик перемещения по авт. св. № 564548, содержащий собственно струну, одним концом связанную с перемещающимся объектом, автогенератор возбуждения колебаний струны и генератор эталонной частоты, подключенные к разны.м входам блока сравнения, а также индикатор 1. Датчик снабжен пьезопреобразователем, закрепленным на неподвижной части датчика и соединенным с другим концом струны, а также формирователем сигналов управления, включенным между выходом блока сравнения и входо.м индикатора, при этом выход формирователя сигналов управления подключен также к пьезопреобразователю. Нагруженность пьезопреобразователя, обеспечивающего необходимое начальное натяжение струны, приводит к сужению диапазона работы датчика (из-за наличия начальной деформации пьезопреобразователя). Кроме того, из-за дрейфа нуля, возникающего при усталостных изменениях материала пьезопреобразователя, происходит снижение точности измерения перемещения.

Целью изобретения является расширение диапазона и повыщение точности измерения.

Это достигается за счет того, что предлагаемый струнный компенсационный датчик перемещения снабжен упругим элементом, например пружиной сжатия, один конец которого соединен с пьезопреобразователем, а другой - с перемещающимся объектом.

На чертеже показана схема описываемого датчика.

Струна 1 упругий элемент 2 соединены с одной стороны с перемещающимся объектом 3. Автогенератор 4, являющийся возбудителем колебаний струны, и генератор эталонной частоты 5 подключены к разным входам блока сравнения 6, выход которого через формирователь 7 сигналов управления подключен к индикатору 8 и пьезопреобразователю 9, соединенному со струной и упругим элементом.

При работе датчика сигнал рассогласования с блока сравнения 6 поступает на

формирователь 7 и далее на индикатор 8 и 1и.езо |реобразователь 9. Под воздействием сигнала уиравления пьезопреобразователь изгибается в сторону перемещения объекта 3 и возвращает длину струны 1 к ирежним размерам, что приводит автогенератор 4 в первоначальное состояние по созданию определенной частоты колебаний струны. Упругий элемент 2 компенсирует механическое напряжение в пьезопреобразователе, воздействуя на пего с силой, равной силе натяжепия струны и направленной противоположно. Пьезопреобразователь, пОх1держивая натяжение струны постоянным, также поддерживает постоянпой силу компенсации упругого элемента.

Компенсация механических напряжений в пьезопреобразователе позволяет использовать зону начальной деформации пьезопреобразователя для расп1ирения диапазона работы датчика. Кроме того, это позволяет Г1овысит1 точность измерепия, так как

разгрузка пьезопреобразователя уменьщает дрейф нуля, возникающий за счет усталостных изменений в пьезокерамике.

Применение упругого элемента снижает требования к механической прочности пьезопреобразователя.

Формула изобретения

Струнный компенсационный датчик перемещения по авт. с вид. № 564548, отличающийся тем, что, с целью расщирения диапазона и повыщения точности измерения, он снабжен упругим элементом, один конец которого соединен с пьезопреобразователем, а другой - с перемещающимся объектом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 564548, кл. G 01 L 1/10, 1977.