Устройство для измерения моментных характеристик микродатчиков Советский патент 1979 года по МПК G01L3/00 

Изобретение относится к области силоизмерительной техники. Известно устройство для измерения малых моментов, содержащее чувствитель ный элемент коромыслового типа опорную призму с подушкой, гиревой механизм, посадочное место для испытываемого микро датчика, систему индикации и компенсации разбаланса, выходной прибор и координатный стол l. Указанное устройство не обеспечивает необходимой точности измерения и достаточТЕЮй боковой жесткости, поскольку под действием боковых сил и тяжений в испытываемом микродатчике происходит разворот чувствительного элемента с опорной призмой на опорной подушке. При этом боковые зазоры между ротором и статором испытываемого изделия нарушаются, вследствие чегоротор смещается относительно статора, а следовательно, точность и воспроизводимость показаний прибора значительно падают. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения моментных характеристик микродатчиков, содержащее коромысповый чувствительный элемент с посадочным местом для испытываемого микродатчика, опорную призму, опорную подушку, дре вшюмогательных призмы, две пары вспомогательных накрест лежащих подушек, гиревой механизм, систему индикации и компенсации разбаланса, выходной прибор и координатный стол 2 . Это устройство также не имеет достаточной точности, измерения и достаточной боковой жесткости, что обуславливается наличием радийльных смещений, разворота и паразитного трения чувствительного элемента на опорном узле под действием асимметричных боковых сил, например, электромагнитного характера, возникающих в исследуемом микродатчике. Целью изобретения является увеличение точности и уменьшение боковых смещений коромыслового чувствительного 369 элемента под действием возмущающих сил испытываемого микродатчика. Указанная цель в предлагаемом устройстве достигается за счет того, что оно дополнительйо снабжено шюскими пружинами, на которых закреплены две пары вспомогательных накрест лежащих подушек, и узлами регулировки положения пружин в пространстве, при этом пружины на од ном конпе имеют отверстие, а на другомпродольный паз, а узлы регулировки выполнены в виде реьзбовых втулок с KOHipгайками, установленных в основании и эксцентриков с гайками, расположенных в резьбовых втулках и взаимодействующих через отверстия и продольные пазы с пру жинами. На фиг. 1 показана схема устройства для измерения моментных характеристик микродатчиков; н,а фиг. 2 - схема установки akjiopтирующих пружин. Коромысловый чувствительный элемент (КЧЭ) 1, содержащий опорную призму 2, посадочное место 3, вспомогательные призмы 4, грузоприемные призмы 5, микрошкалу 6, гайку регулировки чувствител ности 7, тарировочную гайку 8 и вертикальный подвес 9, опирается опорной приз мой 2 на опорную подушку 10. Вспомогательные призмы 4 опираются на вспомогательные накрест лежание подушки 11. На одну из грузоприемных призм 5 установлена подвеска 1.2 с рейкой 13 и ги рями 14, а на другую призму 5 - подвес ка 15 с магнитами 16 электромагнитного компенсатора 17, содержащего катушку 18, регулятор 19, источник питания 20 и выходной прибор 21. Наложение и снятие гирь 14 производится гиревым механизмом 22. Вертикальный подвес 9 установлен вдоль центральной оси КЧЭ 1 и закреплен одним концом на оси качания КЧЭ 1, а другим - на упругом элементе 23, регулирующем атяг вертикального подвеса 9 посредством мик ровинта 24. . Оптаческая система 25, содержащая лампочку 26, .конденсор 27, микрообьектив 28, зеркала 29 и экран 30, совмест но с микрошкалой 6 фиксирует разбаланс ± ДЧ1 КЧЭ 1. Плоские амортизирующие пружины 31, на одном конце которых имеются отверстия 32, а на другом - продольные пазы 33 с отсчетными рисками 34 (см. фиг. 2 закреплены при помощи эксцентриков 35 с конусами 36 и гаек 37 на резьбовых втулках 38 с контргайками 39, причем 7 на каждой из пружин 31 в ее средней части закреплена пара вспомогательных накрест лежащих подушек 11. Посадочное место 3 и посадочный конус 40 координатного стола 41 служат для установки ротора и статора микродатчика (ротор и статчзр на чертежйх для упрощения не показаны). Работа устройства происходит следу- ющим образом. Предварительно пружины 31 с подушками 11 регулируеются по высоте за счет перемещения по вертикали резьбовых втулок 38 с пружинами 31 и подушками 11, что позволяет уменьшить давление между призмами 4 и подушками 11 до минимума, снизиь .дгем самым трение между ними. Кроме того, производится перемещение пружин 31 с подушками 11 посредством поворота эксцентриков 35 с конусами 36 относительно отсчетных рисок 34 на один и тот же угол, что дает возможность точно установить подушки 11 относительно линии призм (оск качания КЧЭ 1), причем точка пересечения накрест лежащих подушек 11 должна быть несколько выше линии призм, и при установке КЧЭ 1 на подушки 11 амортизирующие пружины несколько прогибаются, находясь Б напряженном сосгояния, что заставляет лезвия вспомогательных призм 4 удерживать от разворота ось посадочного места КЧЭ 1. Под действием электромагнитных сил Б микродатчике, установленном на КЧЭ 1 измерительного устройства, возникает вращающий момент AV и КЧЭ 1 получает разбаланс ± дЦ в ту или иную сторону. Для приближенного уравновешивания КЧЭ 1 на подвеску 12 навешивается (или снимается) необходимое количество гирь 14, а в катушку 18 подается ток Л) необходимой полярности, отсчитываемый по приоору 21 в положении точного уравновешивания КЧЭ 1, когда . Одновременно с возникновением вращащего момента М х в микродатчике появлятся паразитные силы Р (например, следствие неравномерных зазоров между нутренней боковой поверхностью статоа и наружной боковой поверхностью роора), стремящиеся развернуть КЧЭ 1 с порной призмой 2 на опорной подушке 10. следствие этого увеличинаетс-я одностооннее боковое давление вспомогательной ризмы 4 на одну из вспомогательных накрест лежащих подушек 11, со стороны 569 которой на вспомогательную призму 4 дей ствует сила реакции Рр,которая увеличивает трение между призмой 4 и подушкой 11, стремится уменьшить зазор между ротором и статором испытываемого микродатчика. Отсчет величины момента М х ведетс по формуле , где Mj. - отсчет ио гиревому механизму 22, |Л - отсчет по прибору 21. Наличие резьбовых втулок 38 с контр гайками 39, эксцентриков 35 с гайками 37, плоских амортизирующих пружин 31 с накрест лежащими подущками 11 позволяет значительно уменьшить боковые смещения КЧЭ 1, расширить диапазон из и повысить точ меряемых мс лентов кость их измерения. формула изобретения Устройство для измерения моментных характеристик микродатчиков, содержащее коромысловый чувствительный элемент с посадочным местом для испытываемого микродатчика, опорную призму, опорную подушку, две вспомогательных призмы, две пары вспомогательных накрест лежащих подушек, гиревой механизм, систему индикации и компенсации разбаланса, выходной прибор и координатный стол, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности и уменьшения боковых смещений коромыслового чувствительного элемента под действием возмущающих сил испытываемого микродатчика, оно дополнительно снабжено плоскими пружинами., на которых закреплены две пары вспомогательных накрест лежащих подушек, и узлами регулировки положени:я пружин Б пространстве, при этом пружины на одном ксице имеют отверстие, а на другом - продольный паз, а узлы регулировки выполнены в виде резьбовых втулок с контргайками, установленных в основании, и эксцентриков с гайками, расположенных в резьбовых втулках и взаимодействующих через отверстия и продольные пааы с пружинами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Ms 505913, кл. Q О1 Ь 3/00, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 559139, кл. Q 01 Ь 3/14, 1975 (прото тип).

61

Л