Устройство для измерения усилий

О П И С А Н И Е,111 514214ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Реслублик.02.75 51),Ч. Кл.- Сь 01 Е 1,2 влено с присоединением заявки Ьв сударственный комите 1 орптет Совета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий убликовано 15,05.76. Бюлле 53) , ДК 531,781(088 нь хв2.06.7 б Дат бликования описания(71) Заявител Научно-исследовательскии институт механики Московского ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамень государственного университета им, М. В, Ломоносова541 УСТРОЙС ЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ упрощения регулировки в байстве фазосдвигающая узлом поворота и выпол 1 азы, меньшим четвсртп Кроме того, дляпредложенном устпластина снабженаиена со сдвигомволны. Изобретение относится к области силоизмерительной техники.Известны устройства для измерения усилий(1), содержащие источник света, поляризатор, фазосдвигаюьцую пластину, чувствительный элемент из фотоупругого материала, анализатор и измерительную схему, которые обладают низкой точностью.Известны также устройства для измеренияусилий (2), содержащие источник света, модулятор с приводным синхронным двигателем,подключенным к источнику питания, поляризатор, фазосдвпгающую пластину, чувствительный элсменг нз фотоупругого материала,анализатор и систему силовой компенсации, 15выполненную в виде фотоэлектрического нульиндуктора, усилитель и датчики силы.Однако они не обеспечивают требуемойточности измерений и сложны в регулировке,Предлагаемое устройство для повышения 20точности измерения снабжено исполнительнымреверсивным двигателем, подключенным обмоткой управления к усилителю, а обмоткойвозбуждения - к источнику питания приводного двигателя и связанным выходным валом 25через согласующий элемент с датчиком силы,а модулятор выполнен в виде поляроида, установленного на валу редуктора с передаточным отношением 1: 2,На чертеже представлена схема описывае мого устройства, состоящего нз консольноц балки 1, корневая часть которой образует чувствительный элемент, выполнснный в виде дв 1 х склеенных стеклянных пластин, между которыми расположен анализатор 2. Конец балки связан с датчиком силы, состоящим из катушки 3, находящейся в магнитном поле постояьщого магнита 4. Катушка 3 пнгается постоянным током через реохорд 5, движок которого соединен с валом реверсивного двигателя 6, управляющая обмотка 7 которого подключена к выходу усилителя переменного тока 8. Обмотка возбуждения 9 этого двигателя питается от сети переменного тока, как и синхронный двигатель 10.Пучок света от источника света 11 попадает на поляроид-поляризатор 12, приводимый во вращение через редуктор 13 с передаточным отношением 1: 2 синхронным двигателем 10. Пройдя через упругий элемент, фазосдвигающую пластину 14 и анализатор 2, пучок света поступает на фотопрпемннк 15.Заказ 1314,4 Изд Тирагк 1029 По ЦНИИПИ Государеоиитета Сове Министров ССС ио делагв изобрете и открытий 113035, Москва, Ж Раушская наб., дЛ"е 1326 дни ое венного иий-35, 4/5 ииография, пр. Сапуно Луч света, поляризованный с переменным направлением оси поляризации вращающимся поляризатором 12, проходит через фазосдвигающую пластину 14 и чувствительный элемент из фотоупругого материала, при этом в отсутствие измеряемого усилия поступающий на фотоприемник лучистый поток не содержит переменной составляющей.В результате сигнал на выходе усилителя отсутствует, и вал двигателя 6 неподвижен, При нагружении чувствительного элемента в нем возникают механические напряжения, которые создают дополнительный сдвиг фаз. Как следствие, возникает переменная составляющая светового потока с несущей частотой питания сети оз, так как поляроид вращается через редуктор с отношением 1: 2 с частотой оз/2, модулируя поток с двойной частотой. Переменная составляющая усиливается, поступает в обмотку двигателя, который перемещает движок реохорда 5 и изменяет ток в катушке 3. Направление вращения двигателя таково, что возбуждаемая между катушкой 3 и магнитом 4 сила взаимодействия уравновешивает измеряемое усилие, Величина силы взаимодействия пропорциональна току в катушке и отсчитывается по падению напряжения на резисторе 16 при помощи цифрового вольтметра 17.Благодаря введению в устройство исполнительного двигателя 6, подключенного обмоткой возбуждения к источнику питания приводного двигателя 10, связанного через редуктор с отношением 1; 2 с поляроидом 12, обеспечивается снижение нулевого сигнала устройства и тем самым повышение его точности. Благодаря выполнению фазосдвигающейпластины 14 поворотной и со сдвигом фазы, меньшим четверти волны, отпадает необходимость в подборе пластины с точно выполнен ным сдвигом л/2 и тем самым упрощается регулировка устройства. Формула изобретения1. Устройство для измерения усилий, содер 10 жащее источник света, модулятор с приводным синхронным двигателем, подключеннымк источнику питания, поляризатор, фазосдвигающую пластину, чувствительный элемент изфотоупругого материала, анализатор и систе 15 му силовой компенсации, выполненную в видефотоэлектрического нуль-индикатора, усилителя и датчика силы, отличающееся тем,что, с целью повышения точности измерения,оно снабжено исполнительным реверсивным20 двигателем, подключенным обмоткой управления к усилителю, а обмоткой возбуждения - кисточнику питания приводного двигателя исвязанным выходным валом через согласующий элемент с датчиком силы, а модулятор25 выполнен в виде поляроида, установленногона валу редуктора с передаточным отношением 1:2.2. Устройство по п, 1, отл ич а ющеесятем, что, с целью упрощения регулировки, фа 30 зосдзигающая пластина снабжена узлом поворота и выполнена со сдвигом фазы, меньшим четверти волны,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.35 1. Авт, св,274422, кл. 6 011. 1/24, 1970,2. Авт, св.346611, кл, б 011. 1/24, 1972.