Пневматическое устройство для измерения линейных размеров Советский патент 1982 года по МПК G01B13/22 

(5) ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ

Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использовано для определения кривизны и изгибающих моментов, действующих на материалы при их механических испытаниях. Известны пневматические устройства для измерения линейных размерюв, преимущественно кривизны, содержащие корпус с тремя опорами, два преобразователя перемещения, выполненных каждый в виде сильфона, один торец которого скреплен с корпусом, и измерительного сопла, укрепленного на другом торце сильфона, кранов, сообщающих измерительные сопла с сильфонами, и манометров, измеряющих давление в полостях сильфонов. Прет образователи для измерения кривизны в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Однако в некоторых задачах механики помимо кривизны необходимо зна например, изгибающие моменты, действующие на контролируемое изделие, что не позволяют определить известные устройства. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Эта цель достигается тем, что измерительные сопла сообщены через краны с сильфонами крест накрест и отношения жесткости каждого из сильфонов к коэффициенту преобразования измерительного сопла, с которым он сообщен, равны между собой. При измерении изменение зазора между одним измерительным соплом и поверхностью контролируемого изделия вызывает пропорциональное смещение другого измерительного сопла, что позволяет при определенном коэффициенте пропорциональности фиксировать с помощью манометра непосредственно изгибающие моменты, действующие на изделие. На фиг. 1 изображено устройство, й.ИД спереди; на фиг. 2 - то же, вид В плане; на фиг. метрологическая схема. Пневматическое устройство для измерения линейных размеров содержит корпус V с тремя опорами 2, 3 и , два преобразователя перемещения, включающие в себя соответственно сил фоны 5 и 6, измерительные сопла 7 и 8, краны 9 и 10, регулируемые дрос сели 11 и 12 и манометры 13,и I. С корпусом 1 сильфоны 5 и 6 скреплены верхними торцами, а с измерительными соплами 7 и 8 - нинними- торцами. V1змepитeльныe сопла 7 и 8 сообщены с сильфонами 5 и 6 крест накрест , а именно сопло 7 сообщено трубопроводом через кран 9 с сильфоном G, а сопло 8 сообщено через кран 10 с сильфоном 5. Регулируемые дроссели 11 и 12 обеспечивают определенные коэффициенты преобразования измерительных сопл. Отношение жесткости К, сильфона.5 к коэффициенту К л преобразования измерительного сопла 8 равно о ношению жесткости Kj сильфона 6 к коэффициенту Кд преобразования измерительного сопла 7 и коэффициенту ум. поперечной деформации материала конт ролируемого изделия 15. Опоры 3 и 4 регулируются по высоте и расположены на катетах прямоугольного треугольника, ориентирован ных на направление без устройства. Преобразователи расположены на равных расстояниях от опор 2, 3 и 2,1, Устройство работает следующим образом. Если необходимо определить момент MQ, действующий на контролируемое изделие 15 в направлении второго преобразователя, включающего измерительное сопло 8, открывают кран 10 и сообщают сопло 8 с сильфоном 5, а кран 9 закрывают, разобщая сильфон 6 с соплом 7. Стрелка прогиба поверхности контролируемого изделия 15 под измерительным соплом 7 состав ляет 5, стрелка прогиба под измерительным соплом 8 - 5|2(фиг.З). За счет связи сопла 8 с сильфоном 5, сильфон 5 и скрепленное с-ним соп ло 7 опустится на величину .(j, где Н - измерительное- давление в сопле 8, фиксируемое. При подаче сжа того газа в измерительные сопла мано метры 13 и 14 зафиксируют измеритель fb и Н- соответственно ные давления 8. в соплах 7 и 84 Эти давления связаны со стрелками прогиба следующими соотношениями: S К4Н, - К,Н„, So. , Изгибающий момент М/, действующий ПС направлению второго преобразователя, равен (). цилиндрическая жесткость, кривизна поверхности соoтвeтcтвeнl; o под соплами 7 и 8. где а - база устройства. После подстановок Х и XQ в формулу для изгибающего момента и учитывая, что u-Kft К, получим % Ml т.е. изгибающий момент, действующий в направлении второго преобразователя, пропорционален давлению, фиксируемому манометром 13. Манометр в этом случае фиксирует кривизну под соп- . лом 7. При необходимости измерить изгибающий момент, действующий в направлении первого преобразователя, закрывают кран 9;открывают кран 10 и отсчет ведут по манометру 14. Таким образом, перекрестное сообщение сильфонов и измерительных сопл двух преобразователей, а также подбор жесткостей сильфонов и коэффициентов преобразования сопел расширяют функциональные возможности устройства, позволяя по показаниям манометров определять как кривизну, так и изгибающие моменты, действующие на контролируемое изделие. Формула изобретения Пневматическое устройство для измерения линейных размеров, содержащее корпус с тремя опорами, два преобразователя перемещения, выполненных каждый в виде сильфона, один торец которого скреплен с корпусом, и измерительного сопла, укрепленного на другом торце сильфона, кранов, сообщающих измерительные сопла с сильфонами, и манометров, измеряющих давление в полостях сильфонов, о т л и