Устройство для измерения перемещений

,1 560327 ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Республик(22) Заявлено 14.01.75 (21) 2096154/28с присоединением заявки Юе(51) М. Кл. б 01 В 7/О Государственный комете Совета Министров ССС2) Лвторы изобретения Пункин и В, В. Колесников(71) Заявител Ростовский ордена Трудового Красного Знаме государственный университет4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для многоканального длительного измерения в меняющихся температурных условиях, папрпъ 1 ер при полеВых спытаниях сооружений и коп струкций.Известны устройства для измерения перемещений, содержащие корпус с резистором, принцип действия которых основан на изменении их омического сопротивления. Зти уст ройства ис-лльзуют в многоканальных автоматических измерительных системах с цифровой регистрацией результатов измерешй, а также с последующей обработкой цифровой вычислительной машиной, Недостатком этих 5 устоойств является необходимость преобразоваши выходного сигиала в цифровую форму, а также иестдбильиость параметров элемецтов всей измерительной схемы.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения перемещений, содержащее корпус с рабочей и измерительной камерами, частично заполненными токопроводящей жидкостю, например ртутью, проволочный резистор, расположенный в измерительной камере и контактируОщиЙ с токопрОВОдящей жидкостью, шток и поршень, расположенные в рабочей камере. К недостаткам 1 звестиого устройства отиосятся погрешности, ВызВанные зависимостьОсоирот;Влспя резистора и обьсма токопроводя щей:кидкостп От тсмпе 1 татурных условий, погрешности, связанные с отцо- сительиО малым сопротиВлением П 130 волоки резистора и ВОзника 10 цис при коммутации выходной цсги, а также пр; преобразовани измене 1 пй ее сопротивлен 11, Неопределенностью положения поверхности к:ениска токопроводящси жидкости (например, ртути, форма 1-,овсрхиости которой зависит от температурных услошш, кощситрацш растворе;Ных в ней Всцсств и других факторов). 1 хроме того, измеТясмое; сремсщеиие ограничецо по иаправлеиию и скоросги измерени 1, Выходиой сигнал устройства имеет аналоговую форму и при использовании этого устройства в многокаиальиых системах с цифровой регистрацией результатов измерений требуется специальный аналогово-цифровой преобразователь. Все это ограничивает область применения известного устройства и снижает точность измерений.Целью изобретения является повышение точности измерения.Зта цель достигается тем, что корпус выполнен с окном, служащим измерительной камерой, а проволочньш резистор выполнен в10 15 20 25 30 35 40 45 50 виде спирали, намотанной на корпус и изолированной от него.Кроме того, устройство снабжено электромагнитной катушкой, надетой на корпус поверх резистора, а поршень выполнен из ферромагнитного материала. Измерительная камера может быть выполнена капиллярной, герметизированной и заполненной в свободном от токопроводящей жидкости объеме газом под избыточным давлением, например водородом.На чертеже изображено предлагаемое устройство.Устройство измерения перемещений содержит корпус 1 с сообщающимися между собой рабочей 2 и измерительной 3 камерами, частично заполненными токопроводящей жидкостью 4, например ртутью, контактирующей с проволочным резистором 5, расположенным в измерительной камере 3. В рабочую камеру 2 вмонтирован шток 6, выполненный из материала исследуемого объекта, один конец которого взаимодействует с ферромагнитным поршнем 7, а другой - с исследуемым объектом 8, Проволочный резистор 5 выполнен в виде спирали, намотанной на корпус 1.В рабочую камеру вмонтирован упор 9, фиксирующий базовое крайнее положение поверхности поршня 7. Измерительная камера 3 выполнена в виде паза на боковой поверхности корпуса 1, ограниченного снаружи проволочным резистором 5, а с внутренней стороны - упором 9, являющимся сердечником электромагнитной катушки 10, надетой на корпус поверх резистора 5. Измерительная камера 3 выполнена каппллярной, герметпзирована и заполнена в свободном от ртути объеме нейтральным газом под избыточным давлением, например водородом,Устройство работает следующим образом.Измеряется начальное положение исследуемого объекта 8 до его перемещения включением питания катушки 10. Прп этом ферромагнитный поршень 7 перемещается пз текущего положения в базовое. Вместе с поршнем перемещается токопроводящая жидкость 4 в рабочей камере 2 и измерительной камере 3, последовательно шунтируя витки проволочного резистора 5. Величина омического сопротивления резистора 5 изменяется ступенчато, Эта величина может быть преобразована в импульсную величину путем включения устройства в схему с дифференцирующей цепочкой. Количество импульсов подсчитывается с помощью счетчика импульсов (например, программного реверсивного счетчика импульсов Ф 5007). При перемещении исследуемого объекта 8 взаимодействующий с ним шток 6 перемещается, и изменяется расстояние между ферромагнитным поршнем 7 и упором 9. Измеряется конечное положение исследуемого объекта 8 после его перемещения путем определения количества импульсов, полученных прп шунтированпи витков резистора 5 токо- проводящей жидкостью 4. По разности количества импульсов, полученных в начальном и конечном положениях исследуемого объекта 8, определяется его перемещение. Возвращение поршня 7 в текущее положение после выключения питания катушки 10 осуществляется под действием давления нейтрального газа, обеспечивающего подпор токопроводящей жидкости и плотный ее прижим к ферромагнитному поршню 7. Измерение производится при любом пространственном положении устройства. Формула изобретения1. Устройство для измерения перемещений, содержащее корпус с рабочей и измерительной камерами, частично заполненными токо- проводящей жидкостью, например ртутью, проволочный резистор, расположенный в измерительной камере и контактирующий с тоопроводящей жидкостью, шток и поршень, расположенные в рабочей камере, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, корпус выполнен с окном, служащим измерительной камерой, а проволочный резистор выполнен в виде спирали, намотанной на корпус и изолированной от него.2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что оно снабжено электромагнитной катушкой, надетой на корпус поверх резистора, а поршень выполнен из ферромагнитного материала,3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что измерительная камера выполнена капиллярной, герметизирована и заполнена в свободном от токопроводящей жидкости объеме газом под избыточным давлением, например водородом,560127 улико Коррскт ко ахннн ктор 1 здГосударственного копнит по делам изобретен 13035, Москва, /К, Р ипограф я, пр. Сапунова,газ 1385/15ЦНИИПИ ставитель АТекред О Тираж 904 ета Совета Минист пй г открытий ушская наб., д. 45