Устройство для измерения нагрузокпри испытаниях конструкций

(54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАГРУЗОК ПРИ СПЫТНХ КОНСТРУКЦИИИзобретение относится к области измерения нагрузок и может применяться в авиационной промышленности при проведении прочностных испытаний самолетных конструкций.Характерной особенностью прочностных испытаний авиационных конструкций на долговечность (усталостные испытания) является широкий диапазон прикладываемых к конструкции нагрузок, который лежит в пределах 0,1- -100 тс и более по амплитуде и 0,1 - 10 Гц и более по частоте.Известно устройство для измерения усилий, содержащее упругий элемент с тензорезисторами, соединенными по мостовой схеме, регистрирующий прибор и источник питания 1.Недостатком устройства является невозможность использования его при динамических испытаниях, когда частота прикладываемой нагрузки повышена.Наиболее близким к изобретению по технич ской сущности является устройство для измерения нагрузок при испытаниях конструкций, содержащее датчик нагрузки, включенный в цепь первого входа усилителя, в цепь второго входа которого включен 2реохорд, реверсивный электродвигатель, обмотка возбуждения котороговключена в выходную цепь усилителя,каретку со стрелкой, которая меха нически связана с подвижным контактом реохорда 2.К недостаткам этого устройстваотносится неширокий частотный диапазон измеряемых динамических нагру зок, который является следствиемограниченных возможностей по быстродействию исполнительного реверсивного электродвигателя, с осью которого связан движок реохорда и ка ретка со стрелкой, что приводит кснижению точности измерения.Цедь изобретения - повышениеточности устройства.Эта цель достигается тем, что в 20 устройство для измерения нагрузокпри испытаниях конструкций, содержащее датчик нагрузки, подключенныйк первому входу усилителя, ко второму входу которого подключен реохорд, 25 реверсивный двигатель, соединенныйс выходом усилителя, каретку сострелкой, механически связанную сподвижным контактом реохорда, введены муфты прямого и обратного хода, З 0 два вала и два редуктора с разными5 0 15 20 25 ЗО Формула изобретения 60 65 коэффициентами редукции, которыеустановлены соответственно междудвумя муфтами прямого хода и двумямуфтами обратного хода, первые муфты прямого и обратного хода установлены на первом валу, механическиСвязанном с реверсивным двигателем,вторые муфты прямого и обратногохода установлены на втором валу, соединенном с подвижным контактом реохорда.Такое выполнение устройства позволяет замедлить отработку исполнительным электродвигателем измеряемогосигнала одного из направлений, например убывающего, тем самым сокращается ход для исполнительного электромеханизма при отработке измеряемого сигнала другого направлениявозрастающего, так как диапазон ходаэлектромеханизма постоянен и ограничивается шкалой компенсатора.Таким образом, при обработке измеряемого сигнала, имеющего возрастающую и ниспадающую ветви, электромеханизм и связанная с ним кареткасо стрелкой всегда проходят большойпуть в одном .направлении, напримерпри возрастающем нагружении, чем вдругом, что и обуславливает черезнекоторое число замеренных импульсовдействительное амплитудное значениеконтролируемого параметра, в связис чем повышается точность измерения,На чертеже представлена кинематическая схема устройства,Устройство для измерения нагрузок при испытаниях конструкций содержит датчик 1 нагрузки, усилитель2, реверсивный двигатель 3, первыемуфты прямого 4 и обратного 5 хода,установленные на первом валу 6, редукторы 7 и 8 с разными коэффициентами редукции, вторые муфты прямого9 и обратного 10 хода, установленныена втором валу 11, реохорд 12, каретку 13 со стрелкой.Устройство работает следующимобразом.Поступающий с датчика 1 нагрузкисигнал усиливается усилителем 2 иподается на реверсивный двигатель 3,Его ротор приходит во вращение и взависимости от знака измеряемого сигнала, будет вращать подвижной контакт реохорда 12, а вместе с ним икаретку 13 со стрелкой в ту илидругую сторону, При замере сигналаповышаемой частоты и например,вращении ротора реверсивного двигателем 3 в прямом направлении (что соответствует нарастающей ветви сигнала) через первую муфту 4 прямого хода, редуктор 7 и вторую муфту 9 прямого хода, подвижной контакт реохорда 12:.оворачивается с некоторойскоростью в сторону, уравновешиваясхемы. Поскольку быстродействие системы компенсации, включающей реверсивный двигатель 3, редуктор 7 и каретку 13 со стрелкой не обеспечивает слежение за частотой изменяющегося сигнала, то.в этом прямом направлении стрелка по шкале проходит только некоторый путь. При убывании сигнала в работу включаются муфты 5 и 10 обратного хода и соответственно редуктор 8, а так как редуктор 8 имеет больший коэффициент редукции, то стрелка по шкале также пройдет некоторый путь, однако меньший, чем при прямом ходе. При обработке следующего импульса стрелка еще ближе приблизится к положению, соответствующему амплитудному значению измеряемого параметра. Таким образом, после подачи на вход усилителя 2 с датчика 1 нагрузки некоторого числа импульсов амплитудное значение этого сигнала отрабатывается электродвигателем в режиме слежения.В дальнейшем устройство работает в режиме слежения за этим амплитудным значением, при этом колебание стрелки будет тем меньше, чем выше высота измеряемого сигнала,При использовании данного устройства для измерения нагрузок при испытании конструкций на вибрацию сдостаточной частотой точность повышается в несколько раз, что и определяет экономический эффект от внедрения изобретения. Устройство для измерения. нагрузок при испытаниях конструкций, содержащее датчик нагрузки, подключенный к первому входу усилителя, ко второму входу которого подключен реохорд, реверсивный двигатель, соединенный с выходом усилителя, каретку со стрелкой, механически связанную с подвижным контактом реохорда, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены муфты прямого и обратного хода, два вала и два редуктора с разными коэффициентами редукции, которые установлены соответственно между двумя муфтами прямого хода и двумя муфтами обратного хода, первые муфты прямого и обратного хода установленыФна первом валу, кинематически связанном с реверсивным двигателем, вторые. муфты прямого и обратного хода установлены на втором валу, соединенным с подвижным контактом реохорда. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 323676, 6 011/22, 1970.2. Сервезнов А.Н, Измерения прииспытаниях авиационных конструкцийна прочность. М., "Машиностроение",1976, с. 167 (прототип),796670 ставитель Г. Усачевхред Н. Бабурка Корректор О.Ковйнская едактор П,Бабич Закаэ 9760 5 сн СР о 4/5 ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,л 9 Тираж 916 ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 13035, Москва, Ж, Рауш