Устройство для дистанционной записи линейных перемещений

(11) 5546 О Сова Советских Социалистических Республикт п ,щаж 6) Дополнительное к ав вид-ву 01 В 7/1 влено 30.07.75 (21) 2165044 гсоединением з вкиГосударственный комнте Совета Министров ССС 3) Приоритет 53) УДК 531,787,91(71) Заявитель порт абаровскии институт инженеров железнодорожного Й ЗАПИС 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАН ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕИзобретение относится к технике измерения, перемещений и деформаций строительных конструкций и сооружений таких, как переходные мосты паромных переправ, подвесные мосты, где полные перемещения конст рукций при их работе во много раз превышают их упругие деформации.Известно устройство для дистанционного измерения линейных перемещений, основанное на изменении активного сопротивления 1 О тензорезисторов в преобразователе измерительного устройства с последующей передачей полезного сигнала на регистрирующий прибор 1.Преобразователь таких устройств пред ставляет собой упругий элемент в виде скобы с наклеенпыми на него тензорезисторами. Перемещения исследуемой точки передаются упругому элементу через механическую связь в виде гибкой натянутой проволоки, вызывая пропорциональные изменения активного сопротивления тензорезисторов. Для индикации полезного сигнала и его регистрации применяются шкальные стрелочные приборы, различные самописцы, а также шлейфовые осциллографы.Недостатком известных устройств является то, что он имеют ограниченный рабочий ход упругого элемента, который при прямой механической связи измеряемой точки с упругим элементом должен всегда быть не меньше максимального значения ожидаемого перемещения. Если же ожидаемое перемещение больше рабочего хода упругого элемента, то в механическую связь дополнительно вводятся различные компенсационные пружины или рычажные системы, уменьшающие передаваемое перемещение до требуемой величины. Но при этом пропорционально ухудшается цена деления или чувствительность по регистрирующему прибору,Известно также устройство для дистанционной записи линейных перемещений, содеожащее преобразователь, выполненный в виде кулачка и упругого элемента с тензорезисторами, контактирующего с кулачком, профиль которого выполнен по спирали, гибкую механическую связь, один конец которой снабжен грузом и посредством шкива связан с преобразователем, а другой закрепляется на исследуемом объекте, и регистрирующпй прибор 2.Измеряемое линейное перемещение через гибкую механическую связь передается на шкив, вызывая пропорциональный угловой поворот шкива и изгиб упругого элемента от взаимодействия с рабочим участком кулачка. При этом тензорезисторами вырабатываетсясоответствующий,полезный сигнал, который подается на регистрирующий прибор, например шлейфовый осциллограф.Основным недостатком известного устройства является низкая точность записи больших перемещений на ленте шлейфового осциллографа или иного регистрирующего прибора, разная цена деления (точность) и абсолютная погрешность при записи резко различных по величине перемещений при оптимальном масштабе их записи.Кроме того, при принятой конструкции упругого элемента и кулачка в преобразователе устройства в связи с возможным люфтом оси, на которую насажен кулачок, или случайным эксцентриситетом оси кулачка наряду с полезным сигналом вырабатывается ложный сигнал, так как люфт кулачка и случайный эксцентриситет оси воспринимается упругим элементом одинаково, как и перемещение. Влияние этих факторов особенно проявляется при замере весьма малых перемещений, что ухудшает в диапазоне малых перемещений соотношение полезный сигнал- помеха, уменьшая достоверность записи и ограничивая таким образом реальную точность и возможный рабочий диапазон со стороны малых перемещений.Цель изобретения - повысить точность регистрации как больших, так и малых перемещений и обеспечить одинаковую точность (абсолютную погрешность) измерений при записи резко различных по величине перемещений.Указанная цель достигается тем, что кулачок выполнен в виде многогранника, грани которого очерчены радиусом-вектором изменяющимся по линейному закону в зависимости от центрального угла так, что вершины многогранника образуют вершины зубьев, а упругий элемент представляет собой скобу, контактирующую своими концами с зубьями в диаметрально противоположных точках.На фиг, 1 изображено предлагаемое устройство в общем виде; на фиг. 2 - конструкция преобразователя.Устройство для дистанционной записи линейных перемещений содержит преобразователь 1, гибкую связь 2 в виде стальной струны, регистрирующий прибор 3. Струна одним концом прикреплена к исследуемой точке подвижной конструкции 4, перемещающейся в направлениях, указанных стрелками 5. Другой конец струны с навешенным на него грузиком 6 переброшен через шкив 7 преобразователя 1.Преобразователь состоит из жесткой скобы 8 с упругими концами, на которых наклеены тензорезисторы 9, и кулачка в виде многогранника 10, плотно посаженного на выше упомянутый шкив и постоянно контактирующего с упругими концами скобы. 5 10 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 60 Каждый зуб многогранника 10 выполнен симметричным относительно оси, проходящей через вершину зуба и центр многогранника, причем профиль одной стороны зуба очерчен радиусом - вектором (на чертеже не показан), изменяющимся по линейному закону в зависимости от центрального угла, имеющим минимальное значение у основания зуба и максимальное - у его вершины.Устройство работает следующим образом, При смещении подвижной точки в направлениях, указанных стрелками 5, линейное перемещение через гибкую связь 2 передается шкиву 7 преобразователя, вызывая его вращательное движение. Вращение шкива за счет зубчатого многогранника 10 преобразуется в повторяющиеся изгибно-колебательные движения упругих концов скобы 8. При этом тензорезисторы 9 вырабатывают сигнал, который регистрируется на движущейся ленте шлейфового осциллографа в виде непрерывной ломаной линии.Применение изобретения позволяет увеличить точность регистрации больших перемещений, причем точность регистрации как больших, так и малых перемещений сохраняется одинаковой и улучшает соотношение полезный сигнал - помеха, что обеспечивает большую достоверность получаемых записей, увеличивает разрешающую способность и расширяет диапазон измерений в сторону малых перемещений. Формула изобретения Устройство для дистанционной записи линейных перемещений, содержащее преобразователь, выполненный в виде кулачка и упругого элемента с тензорезисторами, контактирующего с кулачком, профиль которого выполнен по спирали, гибкую механическую связь, один конец которой снабжен грузом и посредством шкива связан с преобразователем, а другой закрепляется на исследуемом объекте, и регистрирующий прибор, о т л и ч аю щ ее ся тем, что, с целью повышения точности регистрации как больших, так и малых перемещений, кулачок выполнен в виде многогранника, грани которого очерчены радиусом-вектором, изменяющимся по линейному закону в зависимости от центрального угла так, что вершины многогранника образуют вершины зубьев, а упругий элемент представляет собой скобу, контактирующую своими концами с зубьями в диаметрально противоположных точках.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР, Ко 277362, кл. 6 01 В 19/18, 1969 (1).2. Патент Франции Мо 2057346, кл. б 01 В 19/00, 1969.Редактор мофеева ПодпиСР Тираж 904итета Совета Министровений и открытийРаушская наб., д. 415 ипография, пр. Сапунова,аказ 978/9ЦНИИПИ Изд.385Государственного ко по делам изобре 13035, Москва, Жорректор Л. Дениски