Струнный измерительный преобразователь

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) Дополн ьное к авт, с,вид 22) Заявлено 24,10.73 (21) 19644 М, Кл.6 01 В 5/О с присоединением заяв(23) Приоритет Гааударстввнный квмитвт СССР аа данам нзвбретвний и атхрытнй(088,8) 12.79,72) Автор изобретен и Я. М, Цейтли явите СТРУННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ/ и,не допчскаля о ов еО ются Кром 1Изобретение относится к области измери тельной техники, а именно к электромехани. ческим преобразователям линейных перемещений.Известны механические преобразователи линейных перемещений, содержащие измерительный рычаг, передаточный механизм и чувстви. тельный элемент, выполненный в виде скруЧенной ленты с отсчетным индексом (стрелкой) посредине 13. Недостатком таких устройств является отсутствие электрического сигнала о результатах измерения и, как следствие, невозможность использования таких преобразовате. лей в средствах автоматического контроля.Известны также струнные измерительные преобразователи, содержащие измерительный рычаг, натянутую струну, выполненную в виде тонкой проволоки, магнит с охватывающими свободную часть струны полюсными наконечни- ками, автогенератор и измеритель частоты колебания струны 2),Эти преобразователи для настройки нуждаво внешних измерительных средствах.е того, в процессе эксплуатации они тре. буют постоянного электропитанияют проведения визуального контро дн рменно с автоматизированным,Целью изобретения является улучшение метрологических характеристик,Для этого в предложенном преобразователеструна выполнена в виде скрученной ленты иснабжена посредине отсчетным индексом.По сравнению с механическим преобразова.телем предложенный имеет более высокую точ.ность вследствие уменьшения внутреннего трения в скрученной ленте, и как следствие, уменьшение зоны нечувствительности преобразователя.На чертеже изображен струнный измерительный преобразователь.Преобразователь содержит корпус 1, внутрикоторого закреплен измерительный рычаг 2 сизмерительным наконечником 3. Ведомое плечорычага связано с натянутой струной 4, котораявыполнена в виде скрученной ленты, Посрединеструны установлен отсчетный индекс 5 (стрел.ка), а корпус снабжен шкалой б, позволяющейотмечать положение отсчетного индекса. Однаполовина струны охвачена полюсными наконеч70 никами магнита 7, выполненного, например, ввиде электромагнита, обмотки 8 которого со.единены с автогенератором 9 и измерителем 10частоты. Шаг скрученной ленты выбран намногоменьшим длины йолюсных наконечников, чтопозволяет рассматривать скрученную ленту приколебаниях как изотропное тело. При использо,вании в качестве магнита 9 постоянного магии.та автогенератор 9 подключается непосредствен. но к струне 4,Струнный измерительный преобразовательработает следующим образом.Измерительный наконечник 3 приводит вовзаимодействие а контролируемым объектом,что вызывает поворот измерительного рычага 2и удлинение струны 4. Поскольку струна выполнена в виде скрученной ленты, такое удлинениеприводит к повороту ее среднего сечения и из.менению положения отсчетного индекса 5 относительно шкалы 6, что позволяет получить визуальный сигнал, Одновременно увеличение иатяжения струны изменяет частоту ее собственных колебаний. Автогенератор 9 поддерживаетколебания струны, близкие к собственным ко-лебаниям, эа счет подачй высокочастотного на.пряжения в обмотки 8 электромагнита или непосредственно на струну в случае использованияпостоянного магнита. Частота напряжения возбуждения может быть отмечена измерителем 10частоты, что позволяет получить электрическийсигнал о результатах измерения,При ширине сечения скрученной ленты0,12 мм, толщине 0,008 мм, шаге скрутки 2 мми длине половины свободного участка 20 ммжесткость ленты на растяжение составляет0,18 сН/мам, а поворот среднего сечения (от.счетного индекса) -3,3 мкм. При предварительноМ натяжении струны, равном 55 сН (началь 6677 4.ное удлинение 300 мкм), диапазону измерения30 мкм будет соответствовать изменение натя.жения струн на 10%. Поскольку натяжение О.струны связано с частотой собственных колеба ний зависимостью:+цр-ггде 1. - длина колеблющейся части струны;р - ее погонная масса,10 то относительное изменение частоты собст.венных колебаний струны составит около 5%(в первом приближении - . = -- ), Пере-Ь 1 1 ЬО2 Омещению измерительного наконечника на 1 мкмбудет соответствовать изменение частоты на0,167%. Если используемый частотомер позволяет зафиксировать такое изменение частот, топреобразователь может обеспечить измерение смикронной точностью. 20Формула изобретенияСтрунный йзмерительный преобразователь,25содержащий измерительный рычаг, натянутуюструну, магнит с охватывающими свободнуючасть струны полюсными наконечниками, авто.генератор и измеритель частоты колебания струны, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью30улучшения метрологических характеристик, струна выполнена в видескрученной ленты и снаб.жена посредине отсчетным индексом.Источники информации,принятые во внимание лри экспертизе1, Марков Н. Н, и др. Погрешность и выбор35средств при линейных измерениях.М "Машино.строение, 1967; с, 217-228.2, Агейкин Д. И. Датчики контроля и регу.лирования,. М., "Машиностроение", 1965с. 314 в 3 (прототип),706677 Составитель В. Рыков Техред М.Келемеш Корректор Е.Лука Юрко Редактор Подписи аказ 8205 илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 4 Тираж 845ЦНИИПИ Государственногопо делам изобретений и о13035, Москва, Ж.35 Рауш омитета СССкрытийкая наб д. 4