Виброграф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 568922 Союз Советских Социапистицеских Респубпик(иГасударствениыи комитет Совета Министров СССР оо делам иэооретений и открытий23) ПриоритетОпубликовано 15.08.77. Бюллетень3 Дата опубликования описания 04.10,77 3) УДК 550,834(088,8 2) Авторы изобретени С, И. Ступин и Д. Б. Егороватовский политехнический институт- радиус-некто- расстояниеасимптотойли;- полярный у де г ежду полярной осью и гиперболической спира Изобретение относится к области геофизи.ческих приборов и может быть использованодля исследования колебаний строительныхконструкций и инженерных сооружений.Известен сейсмоприемник, содержащий 5преобразователь механических колебаний вэлектрические, в котором сейсмическая масса,представляющая собой постоянный магнит,подвешена к корпусу прибора при помощиупругих и магнитных пружин. 10Недостаток известного сейсмоприемника заключается в том, что он не позволяет исследовать процессы, характеризующиеся значительными амплитудами.Известен виброграф, содержащий индукционный преобразователь, в котором сейсмическая масса закреплена на рычаге горизонтального маятника, а сам рычаг удерживается в положении равновесия при помощи цилиндрической пружины. 20Недостаток известного вибрографа заключается в том, что он мало применим для исследования колебаний строительн конструкций, так как не позволяет едоватьпроцессы с частотами менее 2 Гц мплитудами более 2 - 3 мм,Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является виброграф,содержащий маятник, подвешенный на плоских взаимно перпендикулярных пружинах,цилиндрическую винтовую пружину, удерживающую маятник в положении равновесия, кольцевые магниты, создающие отрицательную магнитную упругость для понижения частоты собственных колебаний и индукционный преобразователь.Однако такой виброграф содержит кольцевь.е магниты, создающие отрицательную упругость для понижения собственной частоты, что усложняет ее конструкцию. Кроме того, виброграф преобразует вибрационное перемещение в величину, пропорциональную скорости перемещения, а не самому перемещению.Целью изобретения является упрощение конструкции вибрографа.Это достигается тем, что в известном вибрографе, содержащем маятник, преобразователь и пружину, удерживающую маятник в положении равновесия, один конец которой закреплен на корпусе, а другой на рычаге, пружина выполнена напряженной ленточной, причем ее форма выбрана в соответствии с соотношением;при этом преобразователь выполнен в виде тензорезисторов, наклеенных на пружину.Полярный угол ср выбран в пределах от О до 290,Форма пружины, соответствующая приведенному выше соотношению, получена экспериментальным путем, при такой форме пружины маятнику передается усилие, создающее отрицательную упругость. Это усилие направлено по оси маятника к его центру. Кроме того, эта же пружина является измерительным элементом, так как на нее наклеены тензорезисторы.На фиг. 1 показана конструкция прибора; на фиг. 2 положение ленточной пружины до ее закрепления.Виброграф содержит рычаг 1 с инерционной массой 2, подвешенный к основанию 3 при помощи двух пар взаимно перпендикулярных пружин 4. В положении равновесия маятник удерживается напряженной ленточной пружиной 5, имеющей форму неполного витка гиперболической спирали в соответствии с соотношением, приведенным выше. Для регистрации колебаний на пружине 5 наклеены проволочные тензорезисторы 6. Кроме того, имеется электромагнитный успокоитель 7,Виброграф работает следующим образом, При колебаниях объекта с установленным на нем вибрографом инерционная масса последнего остается неподвижной вследствие того, что собственная частота вибрографа в несколько раз меньше частоты колебаний объекта. Преобразование механических колебаний маятника в электрические осуществляется проволочными тензорезисторами, наклеенными на плоскую пружину.Применение в качестве упругого подвеса ленточной пружины приводит к упрощению конструкции вибрографа, так как эта пружина с наклеенными на нее тензорезисторами сама является измерительным элементом и 5689224выполняет функцию пружины, создающей отрицательную упругость в горизонтальном маятнике.Предложенная конструкция вибрографа позволяет расширить диапазон исследуемых колебаний, т, е. получить устойчивые собственные колебания с частотой, составляющей доли герца и амплитудой до 26 мм и более,Кроме того, предлагаемый виброграф поз воляет регистрировать сами виброперемещения в то время, как известные приборы, оснащенные индукционными датчиками, требуют дополнительного преобразования (интегрирования) сигнала, поступающего от вибрографа, 15 что приводит к увеличению погрешностиизмерения, особенно в области инфранизких частот (0,5 - 10 Гц).Ф ор мул а из обретения 201, Виброграф, содержащий преобразователь, маятник и пружину, удерживающую маятник в положении равновесия, один конец которой закреплен на корпусе, а другой на 25 рычаге, отличающийся тем, что, сцелью упрощения конструкции, пружина выполнена напряженной ленточкой, причем форма пружины выбрана в соответствии с соотношениемЗОаг=- - ,где г - радиус-вектор;а - расстояние между полярной осью и35 асимптотой гиперболической спирали;сР - полярный угол,при этом преобразователь выполнен в видетензорезисторов, наклеенных на пружину.40 2. Виброграф по п. 1, отличающийсятем, что полярный угол ср выбран в пределахот 10 до 290,фиг 1 фиг,2 Составитель Е. ВишняковТехред М, Семенов Корректор Т. Добровольская Редактор И, Шубина Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 2208/2 Изд,777 Тираж 725 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5