Указательное устройство Советский патент 1946 года по МПК G01D13/22 

Предлагаемое указательное устройство с подвесом стрелки на нитях предназначено для измерения малых деформаций и может быть использовано в качестве индикатора при демонстрациях (например, в школе) термического расширения, деформаций под влияннем сил и других аналогичных опытов.

Отличительной особенностью изобретения является то, что подвес стрелки выполнен на четырех нитях, из которых две соединены с неподвижной пластинкой, а две - с подвижным штифтом. Благодаря этому при вертикальном «атяженни нитей будет осушествляться горизонтальный поворот стрелки.

На чертеже фиг. 1 схематически изображает :продольный разрез предлагаемого указательного зстройства, фиг. 2 изображает схему взаимодействия нитей и фиг. 3 - график зависимости угла от вертикального натяжения.

В рамке 7 на нитях /,/ и 2,2 подвешена стрелка 3, оттягиваемая книзу пружиной 4, связанной со стрелкой нитью 5. При закреплении стрелки петли, образуемые нитями, закручены навстречу друг другу.

Так как вверху нити- закреплены параллельно друг яругу, то внизу

утлы закручивания быть выражены для 1нитей /,/ углом , а для нитей 3,2 - углом 180° - .

Петля У,/ закреплена на пластинке 6, положение которой на рамке 7 регулируется винтом 8. Петля литей 2,2 закреплена на подвижном штифте 9, прижамаемом пружиной 10 к рамке 7. С внешней стороны рамки на штифте 9 имеется койический наконечник //, который прижимается к измеряемой детали.

При перемещении штифта 9 вниз стрелка поворачивается так, что петля нитей /,/ раскрзчивается. а при перемещении штифта 9 вверх стрелка поворачивается в обратную сторону.

Для выяснения зав1юи.ссти угла поворота стрелки от величины перемещения штифта рассмотрим взаимодействие двух нитей (по одной с каждой петли), т. е. половину подвесной системы прибора.

Зададимся для определенности равной длиной всех четырех нитей /,/ и 2,2 и обозначим ее через /. Обозначим угол закручивания петли нитей /,/ буквой у, тогда зтол закручивания петли нитей 2,2 бVдeт равен 180°- 9 . Далее опишем цилиндр так, чтобы точки

закрепления нитей петель на опорах и на стрелке лежали на его поверхности.

Обозначим угол между нитью / и его образующей а, а угол между нитью 2 и его образующей jl В том случае, -если верхние точки петель будут на одном уровне, то утол 9 90°, а углы « и р равны друг другу.

При Шеремещений верхнего конца петли 2,2 на величину Д 1 стрелка повернется на угол Л ср.

Можно написать что

/ cos а - I cos р Д f.

Обозначив хорду, лежащую против угла р, через п, а хорду, лежащую ггротив угла ISO - 9, через т, 1юлучи1м значение:

п sina -;

Ij

sinB

Подставив эти значения вместо соответствующих косинусов, получаем:

7 - 7

YP- т ДI;

р w2 Р т 4- 2 Д г 1/ i - m +

+ (ДО Так как Д 1 в чувствительном

приборе мало по сравнению с /, то Д Р молшо пренебречь. Тогда

п - т

дг 2

Но те 2 г sin - ; m 2 г cos -, 22

где г - половина ширины петли в точке закрепления.

Подставив полученные значения п и m в формулу для /Д I, получим:

л т 2г If;

« arc cos2,.2

График зависимости утла 9 от перемещения верхнего конща петли нитей 2,2 изображен «а фиг. 3. Как видно из графика, удобная для отсчета часть .шкалы занимает почти 120°.

О р е Д м е т изобретения

Указательное устройство с подвесом стрелки на нитях, отличающееся тем, что, с целью осуществления горизонтального поворота стрелки под действием вертикального натяжения, означенный подвес выполнен из четырех нитей, из которых две нити соединены с неподвижной пластинкой б, а две нити - с подвижным щтифтом 9.

/80-9

Фиг. 3

7Г

Л 2