Струнный преобразователь угловых перемещений Советский патент 1982 года по МПК G01B7/30 

() СТРУННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

1

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения угловых перемещений.

Известен струнный преобразователь линейных перемещений, содержащий измерительный рычаг, натянутую скрученную ленточную струну, магнит с охватывающими свободную часть струны полюсными наконечниками, автогенератор, измеритель частоты колебаний струны и отсчетный индекс, установленнный посредине струны tl ,

Однако известный преобразователь не может быть использован для преобразования угловых перемещений без использования дополнительных средств преобразования угловых перемещений в линейные перемещения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является струнный преобразователь угловы.х пе ремещений, содержащий жестко закрепленную одним концом и натянутую по

продольной оси преобразователя ленточную струну и охватывающую ее магнитную систему с полюсными наконечниками. Ленточная струна предварительно скручена и при измерении угловых перемещений дополнительно закручивается или раскручивается вследствие чего изменяется ее попе, речная жесткость, а следовательно,

JO и частбта ее собственных колебаний, которая может быть измерена известными средства 2 .

Недостатки преобразователя - значительное измерительное , коts торое необходимо затратить на закручивание струны, а также наличие значительных интермодуляционных искажений выходного сигнала преобразователя, обусловленное тем, что скру20 ченная струна имеет на разных участках своей длины различную частоту собственных колебаний.

Цель изобретения - уменьшение измерительного усиления и повышение преобразовапомехоустойчивостиДпя достижения поставленной цели 8 струнном преобразователе угловых перемещений, содержащем жестко за крепленную одним концом и натянутую по продольной оси преобразователя ленточную струну и охватывающую ее магнитную систему с полюсныкм наконечниками, ВТсчэой конец струны жестко закреплен, поперечное сечение ее выполнено некруглым и ограничено по контуру монотонной кривой, а магнитная система, связываемая а процессе измерений с контролируемымобъектом выполнена с возможностью поворота вокруг продольной оси преобразователя. На фиг. 1 схематически представле на конструкция струнного преобразова-то теля; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Струнный преобразователь угловых перемещений содержит натянутую вдоль его продольной оси ленточную струну 1 и охватывающую ее магнитную систему 2 с полюсными наконечниками, выполненную, например, в виде электромагнита, обмотка 3 возбуждения ко торого соединена с автогенератором и измерителем частоты (не показаны). Концы ленточной струны 1 жестко и неподвижно закреплены, а магнитная система 2 выполнена подвижной с возможностью углового поворота (вращения) вокруг продольной оси преобразователя. Для этого она может быть связана, например при помощи рычага с витой трубчатой пружиной 5, находящейся под давлением Р, т.е. преобразователь может быть использован в глубинных манометрах, в которых уг ловое перемещение создается упругим чувствительным элементом, т.е. угловой привод может быть маломощным. Струнный преобразователь угловых перемещений работает следующим образом. Автогенератор (не показан) за сче подачи высокочастотного напряжения в обмотку 3 электромагнита или непосредственно на струну 1 (в случае ис пользования магнитной системы 2 с по стоянными магнитами) поддерживает колебания струны близкими к частоте ее собственных колебаний. Частота напряжения возбуждения контролируется при этом каким-либо измерителем частоты. Благодаря выполнению конту94 pa поперечного сечения струны 1 некруглым она обладает различной величиной момента инерции в различных направлениях вдоль плоскости ее поперечного сечения по А-А (фиг. 2), вследствие чего частота собственных колебаний струны в этих направлениях также различна. Поэтому при плавном изменении углового положения магнитНОЙ системы 2 относительно ленточной струны 1 с некруглым сечением, ограниченным по контуру монотонной кривой, изменяется плоскость колебаний струны, а следовательно, и частота ее колебаний без изменения усилия натяжения струны или ее жесткости за счет скручивания. Выбранный контур поперечного сечения струны определяет функциональную зависимость частоты напряжения автогенератора в зависимости ОТ величины углового перемещения контролируемого объекта. Благодаря тому, что струна в процессе работы не подвергается скручиванию, а угловой привод от объекта к преобразователю нагружен не на , нее, а на магнитную систему, усилие нагружения на привод (измерительное усилие) оказывается незначительным. Кроме того, так как струна обладает равномерно распределенной по длине жесткостью, при колебаниях ее на различных частотах не возникают дополнительные частотные искажения выходного сигнала преобразователя, т.е. повышается его помехоустойчи воет ь. Формула изобретения Струнный преобразователь угловых перемещений, содержащий жестко закрепленную одним концом и натянутую по продольной оси преобразователя ленточную струну и охватывающую ее магнитную систему с полюсными наконечниками, отли чающийся тем, что, с целью уменыиен з,я измерительного усилия и повышения помехоустойчивости, второй конец стру- ны жестко закреплен, поперечное сечение ее выполнено некруглым и ограничено по контуру монотонной кривой, а магнитная система , связываемая в процессе измерений с контролируемым объектом, выполнена с возможностью поворота вокруг продольной оси преобразователя.