Струнный динамометр Советский патент 1981 года по МПК G01L1/10 

,. .Изобретение относится к силоизмерительной технике. Известен датчик, содержащий струну, закрепленную в корпусе с постоям НЫ14 натяжением, установленный на стр не подвижный цилиндрический элемент изменяет рабочую длину отдельных участ ков струны в зависимости от измеряемого перемещения;для контроля точности и стабильности во времени один из участков струны известного устройства имеет постоянную длину независи мо от измеряемой величины, по частоте колебаний которого судят о стабйльности натяжения всей струны. недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет определять линейное перемещение при одновременном изгибе. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является частотный дифференциальный датчик перемещения, содержащий корпус с передаточным элементом и чувствительные элементы в виде двух размещенньах параллельно рабочих струн с преобразователями колебаний . Однако точность измерений этого устройства недостаточна. Целью изобретения является повы- ; шение точности измерений. Указанная цель достигается тем, что в устройство введены блок с осью и дополнительная струна, закрепленная одним концом в оси блока, через который пропущены соединенные между собой концы рабочих струн, а передаточный элемент установлен в корпусе посредством шарнира, в котором закреплены свободные концы всех струн, причем точки крепления струн расположены в плоскости, перпендикулярной оси вращения шарнира. На фиг.1 представлено устройство общий вид; на фиг..2 - разрез А-А на фиг. i; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1. Устройство содержит корпус, состоящий из двух частей 1 и 2, стянутых винтами, передаточный элемент 3, наконечники 4, чувствительные элементы, состоящие из струн 5-7 с преобразователями колебаний 8-10, блок 11, установленный на оси 12, фиксирующий обод 13, регулирующие винты 14, основные направляющие 15, oбoлqчкy 16, выводной штуцер 17 и ряд концентрических /проточек 18.

Воспринимающим внешнее, усилие элементом является наконечник 4, он жестко связан с передаточным элементом 3, который имеет шарнирное окончние и может свободно поворачиваться в осевых направляющих 15 относительно скрепленных частей корпуса 1 и 2. В полости шарнира 3 установлены в одной плоскости винты 14,. в которых закреплены концы струн 5-7 и которые одновременно служат -для регулировки натяжения струны. Противоположные концы струн закреплены в полости корпуса 1 посредством блока11, вращающегося на оси 12, причем струны 5 и б соединены между собой и переброшены через блок, а струна 7 имеет рабочую длину, равную рабочим длинам струн .5 и 6(в исходном положении), но закреплена в центре неподвижно оси 12 блока.

В средней части корпуса против струн 5-7 установлены возбудителипреобразователи 8-10 колебаний струн в сигнал, пропорциональный частоте. Диапазон измеряемых усилий определяется для изгибающих моментов максимальной величиной угла наклона продольной оси передаточного элемента к оси корпуса, а для линейных f aгрузок - жесткостью стенок корпуса 1 которая зависит от площади сечения и количества проточек 18. Обод 13 препятствует вращению оси 12 и фиксирует ее положение относительно стенок корпуса 1. Для защиты корпуса от влаги и сцепления с бетоном-устройство покрыто резиновой оболочкой 16. Электрокабель подсоединен к корпусу через разъем 17.

Устройство монтируется на контролируемом объекте подобно армиру1садим стержням с помощью наконечника 4. Действующее на наконечник 4 усилие, например крутящий момент, поворачивает шарнир передаточного элемента 3 и изменяет рабочую длину струн 5 и 6, разность частот колебаний этих струн определяет величину приложенного усилия.

Струна 7, расположенная вдоль средней линии корпуса, свою длину не изменяет и служит для контроля CO тояния корпуса и начального, натяжения струн. При воздействии на устройство линейных нагрузок происходит упругая деформация корпуса, а таже удлинение (укорочение) всех трех

струн на одинаковую величину, по изменению частоты собственных колебаний струны 7 судят о величине приложенной нагрузки. При одновременном воздействии.линейных и изгибающих усилий каждую составляющую определяют как при чистом растяжении (сжатии) и изгибе, так как состояние дополнительной струны 7 не зависит от состояния струн 5 и 6.

Для проверки начального положения струн 5 и 6 определяют разность между полусуммой изменений частот струн 5 и 6 и изменением частоты струны 7. Для компенсации температурной погрешности измерений корпус динамометра и чувствительные элементы выполняются из материалов с близкими коэффициентами линейного расширения.

Меньшая степень натяжения и измене- ния натяжений струн (только от линейных нагрузок; и отсутствие температурных деформаций существенно облегчают условия работы струн и тем самым снижают погрешности измерений от эффекта последствия и расширяют измерительный диапазон, а также повышают стабильность показаний и надежность работы датчика в целом.

Формула изобретения

Струнный динамометр, содержащий корпус с передаточным элементом и чувствительные элементы в виде двух размещенных параллельно рабочих стру с преобразователями колебаний, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены блок с осью и дополнительная г:труна, закрепленная одним концом в осм блока, через который пропущены соединенные между собой концы рабочих струн, а передаточный элемент установлен в посредством шарнира, в котором закреплег ны свободные концы всех .струн, причем точки крепления струн расположёны в плоскости, перпендикулярной оси вращения шарнира.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 58337, КЛ. G 01 L 1/10, 15.12.75.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 676864, КЛ. G 01 В 17/04, 30°.04.76 прототип .