Устройство для определения моментов инерции деталей Советский патент 1980 года по МПК G01M1/10 

Цель достигается тем, что в устройстве колебательная система выполнена в виде планшайбы для установки деталей и основания с цилиндрическим выступом, соосным с планшайбой, а вибратор крутильных колебаний выполнен в виде пьезокерамическогр цилиндра, установленного между планшайбой и основанием, отверстие которого сопряжено с выступом основания, на наружной поверхности которого нанесены не менее двух возбуждающих электродов, соединенных между собой и расположенных под углом 45° к образующей цилиндра, и приемный электрод, расположенный по периметру в верхней части цилиндра, контактирующей с планшайбой.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства для определения моментов инерции деталей; на фиг. 2 развертка пьезокерамического цилиндра по наружной поверхности.

Устройство содержит колебательную систему, которая выполнена в виде планшайбы 1 для установки измеряемых деталей и основания 2 с цилиндрическим выступом 3, соосннм с планшайбой Устройство .содержит также вибратор крутильных колебаний, который выполнен в виде пьезокерамического цилиндра i, установленного между планшайбой и основанием, отверстие цилиндра при этом сопряжено с выступом 3. На наружную поверхность цилиндра нанесены электроды: два возбуждающих электрода 5 и 6, соединенных между собой и расположенных под углом 45 к обра зующей цилиндра, и приемный электрод

7,расположенный по периметру в верхней части цилиндра, контактирующей с планшайбой 1. Электрод 7 может быть выполнен в виде селекторов, соединенных между собой. На внутренюю поверхность цилиндра также нанесен электро

8,Измерительная схема устройства содержит усилитель 9, обеспечивакщий положительную обратную связь между электродами 5, 6 и 7, на выходе которого установлен частотомер 10, соединенный с дискриминатором 11, выход которого соединён с входом регистратора 12. Для обеспечения динамической калибровки устройство содержит соединенные с цилиндром последовательно связанные между собой блоки 13 управления и 14 питания

Устройство работает следующим образом.

Деталь устанавливают на планшаййе 1 и закрепляют. Планшайба с деталью, установленная на цилиндре 4, под влиянием внешних воздействий совершает малый импульс колебаний. Этот импульс воспринимается электродом 7, расположенным в верхне части цилиндра 4, и, проходя через усилитель 9, усиливается. Коэффициен усиления и фазовые соотношения подобраны так, что электроды 5, 6 и 7 соединены между собой положительной обратной связью.

Усиленный импульс поступает на электроды 5 и 6, расположенные под углом 45 к образующей цилиндра, которые возбуждают незатухающие резонансные крутильные колебания, частота которых зависит как от фиксированных параметров (размеров и модуле упругости цилиндра), так и от измеряемых параметров деталей - момента инерции. Частота колебаний фиксируется частотомером 10. При этом, зная величины резонансных частот колебательной системы без детали, колебательной системы с деталью и с исследуемой деталью, определяют, ползуясь известными соотношениями, момент инерции исследуемой детали. При возникновении колебаний между цилиндром 4 и выступом 3, а также между торцом цилиндра 4 и основанием 2 образуется воздушная подушка, которая поддерживает незатухающие колебания .

Если момент инерции детали меняется с течением времени, например из-за изменения температуры окружающей среды, то сигнал от усилителя 9 поступает на частотный дискриминатор 11, который осуществляет частотное детектирование и выдает сигнал, пропорциональный изменению момента инерции детали, Этот сигнал записывается в регистраторе 12. Динамическая калибровка и снятие амплитудно-частотной характеристики устройства (особенно важно при измерении изменяющего во времени момента измерений) осуществляется следующим образом. Из блока питания 14 через блок управления 13, задающего закон изменения напряжения во времени, на пьезокерамический цилиндр, который меняет свой диаметр в зависимости, от приложенного напряжения, т. е. меняет момент инерции всей системы, подаются напряжения, закон изменения которых определяет закон изменения момента инерции устройства, что обеспечивает возможность динамической калибровки цилиндра и устройства в целом. Это обеспечивает снятие амплитудно-частотной характеристики детали.

Выполнение колебательной системы в виде планшайбы и основания с цилиндрическим выступом, а вибратора в виде пьезокерамического цилиндра с электродами, расположенными на нем определенным образом, наличие связи между колебательной системой и вибратором, обеспечивает повышение точности и динамической калибровки, необходимой для снятия амплитудно-частотной характеристики детали .

Формула изобретени.я

Устройство для определения моментов инерции деталей, содержащее колебательную систему, вибратор крутильных колебаний и измерительную схему, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и обеспечения возможности динамической калибровки, колебательная система выполнена в виде планшайбы для установки деталей и основания с цилиндрическим выступом, соосным с планшайбой, а вибратор крутильных колебаний выполнен в виде пьезокерамического цилиндра, установленного между планшайбой

и основанием, отверстие которого сопряжено с выступом основания, на наружной поверхности которого нанесены не менее двух возбуждающих электродов, соединенных между собой и расположенных под углом 45 к образующей цилиндра, и приемный электрод, расположенный по периметру в верхней части цилиндра, контактирукяцей с планшайбой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0

1.Авторское свидетельство СССР 238202, кл. G 01 М 1/10, 1966.

2.Авторское свидетельство СССР

457904, кл. G 01 М 1/10, 1973 (прототип) .