Струнный датчик

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 18582 1)4 СО НИЕ ИЗОБРЕТЕНМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИСА К АВТОРСКО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР У 372464, кл, С 01 1, 1/10, 1973.Авторское свидетельство СССР У 583371, кл. С 01 В 17/04, 1977. (54) СТРУННЫЙ ДАТЧИК(57) Изобретение относится к электр ческим измерениям неэлектрических величин и позволяет повысить точнос измерений. В корпусе 1 размещен измерительный элемент 2 в виде струны с постоянным натяжением. При измере ниях перемещением подвижного нагружающего элемента 3 с цилиндрическим наконечником 5 с соосны:и отверстия ми 6 изменяется длина рабочих участков 10 и 15 струны. Контроль стабильности натяжения струны осуществляется посредством участка 7 постояннойдлины и электромагнитными преобразователями 8,9. На оси 26, закрепленной на элементе 3, установленытри шестерни 20-22 с соотношениемчисла зубьев, равным 100:63:37. Шестерни 20-22 контактируют с зубчатыми рейками 23-25 соответственно.В корпусе 1 соосно размещены четыреподвижных элемента 13,14,18,19, на,которых жестко закреплены электромагнитные преобразователи 11,12,16,17, По разности частот или периодовколебаний рабочих участков струнысудят о величине перемещения элемента 3. 1 з.п, ф-лы, 1 ил.50 Изобретение относится к областиэлектрических измерений неэлектриЧеских величин,Цель изобретения - повышение точности.5На чертеже представлен предлагаемый датчик.Датчик содержит корпус 1, измерительный элемент 2 в виде струныпостоянным натяжением, подвижныйлемеит 3, воспринимающий перемещеие и с помощью тяги 4 жестко свяаниый с наконечником 5, выполненым в виде полого цилиндра с соосными отверстиями 6 в торцах цилиндра,Ь которых установлена струна с возможностью перемещения по скользящейосадке, выделяющих внутри цилиндраучасток 7 струны постоянной длины.На образующей цилиндра на растоянии 0,37 длины участка 7труны постоянной длины от скольящих посадок закреплены первый 8 иторой 9 электромагнитные преобразоатели. Под первым рабочим участком10 струны расположены третий 11 ичетвертый 12 электромагнитные преобразователи, жестко закрепленные соответственно на втором 13 и третьем3014 подвижных элементах, выполненныхв виде полых усеченных цилиндров.Под вторым рабочим участком 15 струны расположены пятый 16 и шестой 17электромагнитные преобразователи,жестко закрепленные соответственно на 35четвертом 18 и пятом 19 подвижныхэлементах, выполненных в виде полыхусеченных цилиндров. Второй 13 и третий 14 подвижные элементы расположены так, что расстояния от центров 40третьего 11 и четвертого 12 электромагнитных преобразователей до местакрепления первого рабочего участка10 струны в корпусе 1 датчика составляют соответственно 0,37 и 0,63 длины (1,) первого рабочего участка 10струны. Четвертый 18 и пятый 19подвижные элементы расположены так,что расстояния от центров пятого16 и шестого 17 электромагнитныхпреобразователей до места креплениявторого рабочего участка 15 струныв корпусе 1 датчика составляет со"ответственно 0,63 и 0,37 длины (1 э)второго рабочего участка 15 струны.Зубчато-реечный механизм ориентацииположения электромагнитных преобразователей состоит из первой 20, второй21 и третьей 22 шестерней, диаметры которых относятся как 10063:37, ипервой 23, второй 24 и третьей 25зубчатых реек. Шестерни жестко скреплены между собой и имеют общую ось26 вращения, закрепленную на подвиж"ном элементе 3Первая зубчатая рейка 23 неподвижно закреплена на внутренней поверхности корпуса 1 датчика и входит в зацепление с первойшестерней 20, вторая зубчатая рейка24 жестко закреплена с вторым 13и пятым 19 подвижными элементами посредством тяг 27 и входит в зацеп"ление с второй шестерней 21, третьязубчатая рейка 25 жестко скрепленас третьим 14 и четвертым 18 подвижными элементами посредством тяг 28и входит в зацепление с третьей шестерней 22, Герметизация корпуса датчика осуществляется за счет сильфона 29,Датчик работает следующим образом.При измерениях перемещается подвижный элемент 3 с наконечником 5выполненным в виде полого цилиндра,который с помощью соосных отверстий6 изменяет длины рабочих участков10 и 15, одного в сторону увеличения,второго в сторону уменьшения. 0 величине перемещения судят по разностичастот или периодов колебаний рабочих участков струны, Выделенный участок 7 струны внутри цилиндра 5 спомощью соосных отверстий 6 всегдаостается постоянной длины. Этот участок совместно с первым 3 и вторым9 электромагнитными преобразователями используется для контроля стабильности натяжения струны,Коррекция положения электромагнитных преобразователей осуществляется следующим образом.При измерениях перемещается первый элемент 3, на котором закрепленаось 26 жестко соединенных между собой первой 20, второй 21 и третьей22 шестерней, диаметры которых отно"сятся как 100:63:37. Перемещение первого подвижного элемента 3 относительно корпуса 1 на величину А вызывает увеличение длины (1), первого рабочего участка 10 струны навеличину А, после чего длина первого рабочего участка 10 станет равняться величине 1,+А, Аналогичнымобразом длина второго рабочего участка 15 уменьшится до величины 1 З-А.Перемещение первого подвижного элеФормула изобретения 1. Струнный датчик, содержащий закрепленную в корпусе струну, подвижный нагружающий элемент, связанный с наконечником, имеющим два соСоставитель А.ЭкономовТехред А.Кравчук Редактор Е,Папп Корректор Н,Король Заказ 4144/39 Тираж 847ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 3 141858мента 3 вызывает вращение блока шестерней, а следовательно, и перемещение второй зубчатой рейки 24 навеличину 0,63 А, а третья зубчатойрейки 25 на величину 0,37 А относи 5тельно оси 26. Таким образом, расстояние третьего электромагнитногопреобразователя 11 от места закрепления первого рабочего участка 10струны в корпусе 1 становится равным0,37(1+А), а расстояние четвертогоэлектромагнитного преобразователя 12от места закрепления первого рабочего участка 10 струны в корпусе1 - 0,63(1+А), Аналогично можнодокаэать, что расстояние электромагнитногопреобразователя 16 от места закрепления второго рабочего участка 15струны в корпусе 1 равно 0,63(1-А),расстояние шестого электромагнитного преобразователя 17 от места закрепления второго рабочего участка15 струны в корпусе 1-0,37(1 -А) .Таким образом, расстояние от центров электромагнитных преобразователей при любом положении подвижногоэлемента 3 сохраняется равным 0,37длины рабочих участков струны от точек их закрепления в корпусе датчикаили скользящих посадок наконечника 5,Датчик при этом в целом обеспечиваетколебание всех трех участков струнына первой гармонике с максимальновозможным подавлением высших гармоникнезависимо от положения первого подвижного элемента 3,осных отверстия, три электромагнитных преобразователя, первый из которых закреплен на наконечнике, и упругий элемент, связанный с нагружаю- щим элементом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, он снабжен установленными соосно в корпусе четырьмя подвижными элементами, тремя шестернями с заданным соотношением числа зубьев, жестко закрепленными на оси, установленнрй на подвижном нагружающем элементе, и тремя зубчатыми рейками, первая из которых закреплена в корпусе с возможностью взаимодействия с большей шестерней, вторая - со средней шестерней, третья - с малой шестерней, при этом третья рейка связана с двумя подвижными элементами, расположенными по разные стороны от наконечника, вторая рейка " с двумя подвижными элементами, расположенными по разные стороны от первых двух подвижных элементов, на наконечнике установлен второй электромагнитный преобразователь, а на каждом подвижном элементе установлено по одному электромагнитному преобразователю на расстоянии, пропорциональном заданному соотношению числа зубьев от длины рабочих участков струн от точки закрепления в корпусе, а электромагнитные преобразователи, установленные на наконечнике, разнесены на расстояние, пропорциональное этому же соотношению от длины участка струны между двумя соосными отверстиями.2. Датчик по п, 1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения энергетических затрат, заданное соотношение числа зубьев шестерен равно 100:63:37.