Устройство для измерения ударных ускорений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 3(50 .С 01 Р 15 КОМИТЕТ СССРНИЙ И ОТКРЫТИИ ГОСУДАРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗО ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 0 Р 37ий и В.С. Кр Бю ханов й политехнически 56) 1. Авторск 257170, кл. С 2. Авторское 777580, кл. 0 прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯУДАРНЫХ УСКОРЕНИЙ, содержащее корпус с расположенным в нем инерционным и диэлектрическими элементамии блок регистрации, о т л и ч а ющ е е с я тем, что с целью увеличения чувствительности и расширениядиапазона измеряемых ударных ускорений, в нем инерционный элемент установлен с возможностью, перемещения,а диэлектрические элементы выполнены упругими и расположены междукорпусом и инерционным элементом пепендикулярно оси чувствительности.Изобретение относится к измерению.технических величин и можетбыть использовано в различных областях физики и техники для измеренияпараметров удара.Известно устройство для измеренияударных ускорений, содержащее мерный и дополнительный стержни, измерительный преобразователь, блок регистрации и ударный возбудитель1.Недостатком данного устройстваявляется низкая чувствительность,узкий диапазон измеряемых ускорений,наличие дополнительного стержнядля устранения импульса обратнойполярности волны растяжения) услож няющее конструкцию и соответственно понижающее ее надежность,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для измеренияударных ускорений, содержащее корпус с расположенными в нем инерционным и диэлектрическими элементамии блок регистрации 2 .Недостатком известного устройстваявляется его низкая надежность, 25обусловленная относительной сложностью его конструкции и наличиемрегулятора сжатия, снижающего стабильность сжатия в процессе работы,а также низкая чувствительностьи ограничение диапазона измеряемыхускорений, что объясняется сложностью стабилизации режима прижатиядиэлектрической пленки: в моментудара за счет пульсации диаметрамерного стержня металлические обкладки, прижимающие диэлектрическуюпленку, расходятся, растягивая хомут,между мерным стержнем и металлическимиобкладками появляется зазор, соответственно площадь поверхности контакта диэлектрической с металлическимиповерхностями уменьшается, уменьшается электризация трением диэлектрической пленки, что ведет к ослаблению сигнала устройства и ухудшению линейности его характеристик. Цель изобретения - увеличение чувствительности устройства, расширение диапазона измеряемых ударных параметров.Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, которое содержит корпус с расположенными в нем инерционным и диэлек трическими элементами и блок регистрации, инерционный элемент установ. лен с возможностью перемещения, а диэлектрические элементы выполнены, упругими и расположены между корпу сом и инерционным элементом перпендикулярно оси чувствительности.На чертеже дано схематическое изображение.измерительного преобразователя устройства. 65 Устройство содержит корпус 1,установленный внутри него с возможностью перемещения инерционный элемент 2, между корпусом 1 и сердечником 2 с двух сторон перпендикулярнолинии удара расположены упругиедиэлектрические элементы 3, междуостальной поверхностью сердечникаи корпусом находится диэлектрическаяпрокладка 4,В предлагаемой консТрукции инерционный элемент 2 выполнен,в видецилиндрического стержня, основаниекоторого расположено в корпусе перпендикулярно его оси, совпадающейс линией удара, при этом упругиедиэлектрические элементы 3 расположены с двух сторон между основаниемцилиндрического сердечника и корпусом, а боковая поверхность цилиндрического сердечника установленав корпусе 1 с зазором, в которомнаходится диэлектрическая прокладка, Связь между измерительным преобразователем и блоком регистрации( не показаносуществляется электрическим кабелем 5, присоединеннымк сердечнику и корпусу.Устройство работает следующимобразом,При нанесении удара по испытуемому объекту, на котором крепитсяизмерительный преобразователь ( посредством резьбового соединения),формируется волна сжатия, распространяющаяся со скоростью звука поиспытуемому объекту и достигающая,измерительного преобразователя. Волна сжатия смещает корпус устройства1, однако сердечник 2, способныйперемещаться внутри корпуса, стремится сохранить свое положение, чтоприводит к изменению деформацииупругих диэлектрических элементов 3.Сжатие упругого диэлектрическогоэлемента 3, изготовленного, например, из резины, в направлении удараприведет его расширению в плоскости,перпендикулярной направлению удара, а следовательно, и к трению осоответствующие поверхности корпуса1 и сердечника 2. Это трение приводит к возникновению электризацииупругого диэлектрического элемента3, причем съем ЭДС электризациипроизводится электрическим кабелем 5.Затем упругие диэлектрические элементы 3 возвращают сердечник 2 висходное положение,Предлагаемая конструкция предусматривает возможность создания устройства для измерения практически любых ускорений - достаточно найти участок линейной зависимости электризаций от ускорения для материала данных упругих диэлектрических элементов для измерения больших уско1046686 Составитель Н.МараховскаяТехред;Л,йилипенко Корректор С.Шекмар Редактор А.фролова Тираж 873 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Рач.нская наб., д. 4/5 Заказ 7722/44 Филиал ППП "Патент", г ".жгород, ул, Проектная, 4 рений достаточно лишь уменьшитьмассу сердечника, деформации упругих диэлектрических элементов сохранятся, рабочая точка устройстване выйдет за пределы участка линейной зависимости электризации дляизмерения меньших ускорений - увеличить массу сердечника. Все эти операции осуществляются при прочихнеизменных параметрах устройства. Предлагаемое устройство отличается простотой изготовления, дешевизной, широким частотным и амплитудным диапазоном.Повышение чувствительности устройства, расширение диапазона измеряемых ударных параметров достигается стабилизацией режима прижатияупругих диэлектрических элементов:в данной конструкции они зажимаютсямежду поверхностями, форма которыхне меняется в процессе удара, а следовательно, площадь поверхностиконтакта упругих диэлектрическихэлементов с рабочими поверхностямиизмерительного преобразователя неуменьшается. Кроме того, чувствитель ность устройства повышается вследствие того, что смещение упругихдиэлектрических элементов относитель,но рабочих поверхностей измерительного преобразователя на два порядка 15 выше, чем смещение измерительногопреобразователя прототипа вдоль осимерного стержня.