Струнный измерительный преобразователь Советский патент 1980 года по МПК G01B3/22 G01B7/02 

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно, к струнным измерительным преобразователям линейных пере чещений. Известны струнные измерительные преобразователи, содержащие корпус, упругую струну, выполненную в виде скрученной ленты с закрепленной посредине .отсчетной стрелкой, возбу дитель колебаний упомянутой струны и отсчетный блок, измеряющий собственную частоту струны 1 . Известные преобразователи имеют недостаточную точность из-за отсутствия компенсационной струны, поскольку собственная частота струны Может изменяться не только вследствие увеличения натяжения, но и по другим причинам (например, из-за теплового удлинения). Наиболее Гхлизким к изобретению п технической сущности является струн ный измерительный преобразователь, содержащий корпус, измерительный рычаг, измерительную струпу, связан ную с ведущей точкой измерительного рычага, а также компенсационную струну, сопряженную с измерительным рычагом так, что отношение удшинени измерительной и компенсационной стр составляет 3:1, два возбудителя колебаний упомянутых струн и измерительный блок, регистрирующий величину перемещения по отношению собственных частот колебаний струн 2 . Компенсационная струна расположена параллельно измерительной. Преобразователи обладают большей точностью, однако при выполнении измерительной струны в виде скрученной ленты с закрепленной посредине отсчетной стрелкой не могут быть выполнены многооборотными, поскольку компенсационная струна расположена на расстоянии, меньшем длины стрелки, и препятствует полному обороту поспедней. Целью изобретения является расширение диапазона измерений при наличии визуального указателя.. Указанная цель достигается за счет того, что измерительная струна выполнена в виде скрученной ленты с закрепленной посредине отсчетяой стрелкой,, а компенсационная - в виде одного из плеч вантоного звена, соединенного средней частью с ведущей точкой измерительного рычага. Струнный измерительный преобразо ватель схематически изображен на чертеже . Преобразователь содержит корпус .(показан на чертеже условно штрихов кой) , измерительный шток 1, взаимодействующий с измерительным рычагом 2, Ведущая точка 3 измерительного рычага связана с измерительной стру ной 4, выполненной в виде скрученной ленты с закрепленной посредине отсчетной стрелкой 5. Компенсационная струна 6 выполнена в виде одног из плеч вантового звена, концы которого закреплены в корпусе, а сере дина связана с ведущей точкой измерительного рычага. Струнный измерительный преобразователь снабжен двумя возбудителям колебаний струн, каждый из которых содержит полюсные наконечники магни т-ов 7 и. 8 и катушки 9, 10 возбуждения, связанные с измерительным блоком И. Для визуального отсчета слу жит шкала 12. Отношение стрелы прогиба h вантового звена к длине плеча С посл него сделано равным 1:3. Струнный измерительный преобразователь работает следующим образом Начальной юстировкой добиваются того, чтобы при нулевых показаниях визуальной части преобразователя со ственные частоты измерительной и компенсационной струн были одинаков ми , Частота собственных колебаний на гянутой струны (основной тон ) определяется к-ак: где С - длина струны, Q - продоль ное натяжение и f погонная масса. Отношение частот собственных колебаний измерительной и компенсационной струн составляет: Поскольку и f для конкретного преобразователя являются константами, отношение частот собственных колебаний определяется величиной квадратного корня из продольных натяжений струн. .После перемещения измерительного рычага натяжение измерите.пьной струны увеличивается на лО. а компенсационной уменьшится на o.AQ (коэффициент учитываетпередаточное отношение вантового механизма), вследствие чего отношение частот собственных колебаний составит: „ Q 3 йО г -тг- ) вжп -ч... Разложив подкоренное выражение в ряд и ограничившись членами пропорциональными квадрату относительного удлинения можно найти, что отношение частот линейно связано с перемещением при Q lA 1/3, что и использовано в описываемом струнном измерительном преобразователе . Изменение отношения собственных частот струн отмечает измерительный блок 11, что позволяет получить сигнал, пропорциональный перемещению. Визуальный отсчет вы.полняют по шкале 12 и стрелке 5, установленной на измерительной струне, которая выполнена в виде скрученной ленты. Компенсационная струна 6, выполненная в виде плеча вантового звена, не препятствует повороту стрелки, что позволяет расширить пределы измерения преобразователя, сделав его многооборотным. Формула изобрете:ия Струнный измерительный преобразователь, содержащий корпус, измерительный рычаг, измерительную струну, связанную с ведущей точкой измерительного рычага, компенсациин- / ную струну, сопряженную с. измерительным рычагом так, чтобы отношение удлинений измерительной и компенсационной струн составляло 3:1, два возбудителя колебаний упомянутых струн и измерительный блок, регистрирующий величину пер-:.мещения по отношению собственных частот колебаний струн, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений при наличии визуального указателя, измерительная струна выполнена в виде скрученной ленты с закретенной посредине отсчетной стрелкой, а компенсационная - в виде одного из плеч вантового звена, соединенного средней частью с ведущей точкой измерительного рычага. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке tt 1964453/25-28, кл. G 01 В 7/02, 1973. 2.Aai-opcKoe свидетельство СССР 502217, кл. G 01 В 17/04, 1974 (прототип) .