Частотный преобразователь силы

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Совоз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву -аявлено 29.11,77 (21) 2547832/18-10 1) М. Кл. б 0111 с присоединением заяв осударстеенный кювет СССР по делам нзооретеннй н открытий(088.8) а опубликования оп ния 25.05.7971) Заявител 4) ЧАСТОТНЫЛ ПРЕОБРАЗОВАТ ИЛ- резона6 - добротнтельной системы.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является механический резонатор пластинчатого типа 5, в котором для увеличения добротности и уменьшения массы основания чувствительный элемент выполнен в виде двух параллельных пластин, концы которых попарно соединены перемычками. Однако такая конструкция не позволяет значительно повысить добротность колебательной системы, так как узлы колебаний перемычек находятся на значительном расстоянии от мест закрепления, что приводит к рассеиванию энергии колебаний в пе ремычках. Кроме того, данная конструкцияведет к сужению диапазона измерений, так как резонатор ослабляется поперечным вырезом. В этой конструкции не удается значительно уменьшить массу основания, так как необходимо создать условия для направленного действия силы. Целью изобретения является повышение чувствительности при одновременном расширении диапазона измерения, уменьшении масИзобретение относится к измерительнои технике, а более конкретно к устройствам для измерения сил путем измерения частоты колебания напряженных элементов, и может быть использовано для прецизионных измерений усилий.Известны вибрационно-частотные силоизмерители, содержащие в качестве чувствительных элементов упругий стержень или оболочку 1, 2, 3. Указанные устройства имеют функциональную шкалу, работают в широком диапазоне измеряемых усилий и обладают малой инерционностью.Основным недостатком указанных устройств является низкая добротность механической колебательности системы, обусловленная значительным рассеиванием энергии в местах заделки чувствительного элемента в упругое тело.Низкая добротность колебательной системы ведет к снижению точности измерения, что обусловлено отклонением частоты авто- колебаний от резонансной согласно соотношению 4. Д т 29 = д (рЛо,где Д 1 - отклонение частоты автоколебанийот резонансной; 2нсная частота колебаний; ость механической колеба662827 формула изобретения Расширение диапазона измерения достигается тем, что вместо двух упругих перемычек используется два упругих кольца, упругие деформации которых лежат в более широких пределах, чем у стержня. Кроме того, такая конструкция является более жестз кой, чем тонкий стержень. Чувствительность предложенной конструкции возрастает за 3сы основания, увеличении добротности преобразователя.Это достигается тем, что в предлагаемыйпреобразователь введен второй механический резонатор, идентичный первому и соединенный с ним попарно концами, причем оба резонатора согнуты в плоскости, которая параллельнапластинам и перпендикулярЙа "плосКбсти их первоначального расположенияНа чертеже изображена схема описываемого преобразователя,содержащего два упругих кольца 1, 2, согнутых по диаметру, местами изгибов прикрепленных к основаниям 3, 4 и образующих в плоскости, перпендикулярной направлению действия измеряемых усилий Р, две конструкции по формеодинаковых камертонов классической формы.Для возбуждения колебаний ветвей камертонов указанных конструкций предусмотрены возбудители колебаний 5, 6 и приемники колебаний 7, 8, включенные в цепь усилителяположительной обратной связи 9, вход которого поступает на прецезионный частомер 10 для измерения и регистрации измеряемой силы.Частотный преобразователь силы работает следующим образом.Начальный импульс усилителя 9 приводит к колебаниям ветвей камертонов 1, 2 через возбудители 5, 6. Приемники колебаний 7, 8 воспринимают сигналы о частоте колебаний ветвей камертонов 1, 2, которые, усиливаясь в усилителе 9, вновь подаются на возбудители 5, 6. Таким образом замыкается звено селективной положительной обратной связи, обеспечивающей режим авто- колебаний ветвей камертонов 1, 2. При приложении измеряемого усилия к основанию 3, при условии жесткого закрепления основания 4, указанноеусилие изменяет коэффициент податливости К изгибов камертонов " - .-1 2.) 4счет изменения податливости ветвей камертонов чувствительного элемента.Уменьшение массы основания достигается тем, что конструкция чувствительного элемента представляет собой по форме в плоскости действия силы - упругое кольцо, которое деформируется под действием диаметрально направленной силы. При этом масса основания может быть минимальной для устранения инерции измерения.Добротность колебательной системы пред лагаемого частотного датчика силы возрастает за счет уменьшения энергии рассеивания в местах закрепления полуколец, образующих по форме камертонную конструкцию к основанию. При симметричном расположении полуколец основания испытывают напряжения растяжения или сжатия, оставаясь при этом неподвижньми, т. е, амплитуда колебаний мест закрепления практически равна нулю. Частотный преобразова гель силы, содержащий чувствительный элемент в виде механического резонатора, выполненного из2двух параллельных пластин, концы которыхпопарно соединены перемычками, системувозбуждения и съема колебаний, отличаюи 1 ийся тем, что, с целью повышения чувствительности преобразователя, в него введенвторой механический резонатор, идентичныйпервому и соединенный с ним попарно концами, причем оба резонатора согнуты в плоскости, которая параллельна пластинам и перпендикулярна плоскости их первоначальногорасположения.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР422985, кл. С 1 О 1. 1/10, 1971,2. Авторское свидетельство СССР447583, кл. б 01 1. 1/10, 1972.3. Авторское свидетельство СССР324518, кл, 6 О 1. 1/1 О, 1967,4. Новицкий В. П. и др. Цифровые приборы с частотными датчиками. Л., 1970,с. 33.5. Авторское свидетельство СССР219268, кл. й О 1. 1/1 О, 1966./5 1130 лиал ктн Редактор С Заказ 2686 ЦНСоставитель Г. М Техред О. Луговая Тираж 1089 рстве нного комитета С обретений и открытии- 35, Раушская наб.,г, ужгород, ул. Пр