Струнный динамометр

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик1881543(22) Заявлено 0704 ВО (21) 2906865/18-10с присоединением заявки Ио(51)М, Кл. З 01 . 1/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский институт гидромеханизациисанитарно-технических и специальных строительных работ(54) СТРУННЫИ ДИНАМОМЕТР Изобретение относится к силоизмерительной техникеИзвестен датчик, содеркащий струну, закрепленную в корпусе с постоян ным натяжением, установленный на струне подвижный цилиндрический элемент изменяет рабочую длину отдельных участков струны в зависимости от измеряемого перемещения;для контроля точности и стабильности во времени один из участков струны известного устройства имеет постоянную длину независимо от измеряемой величины, по частоте колебаний которого судят о стабильности натяжения всей струны 11. Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет определять линейное перемещение при одновременном изгибе. 20Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является частотный дифференциальный датчик перемещения, содержащий корпус с передаточным элементом и чувствитель ные элементы в виде двух размещенных параллельно рабочих струн с преобразователями колебаний 121.Однако точность измерений этого устройства недостаточна. 30 Целью изобретения является повы-, шение точности измерений.Указанная цель достигается тем, что в устройство введены блок с осью и дополнительная струна, закрепленная одним концом в оси блока, через который пропущены соединенные между собой концы рабочих струн, а передаточный элемент установлен в корпусе посредством шарнира, в котором закреплены свободные концы всех струн, причем точки крепления струн расположены в плоскости, перпендикулярной оси вращения шарнира. На фиг.1 представлено устройство общий вид, на фиг. 2 - разрез А-А, на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг, 1.Устройство содержит корпус, состоящий из двух частей 1 и 2, стянутых винтами, передаточный элемент 3, наконечники 4, чувствительные элементы, состоящие из струн 5-7 с преобразователями колебаний 8-10, блок 11, установленный на оси 12, фиксирующий обод 13, регулирующие винты 14, основные направляющие 15, оболочку 16, выводной штуцер 17 и ряд концентрических проточек 18.Воспринимающим внешнее усилие элементом является наконечник 4, он жестко связан с передаточным элементом 3, который имеет шарнирное окончание и может свободно поворачиваться в осевых направляющих 15 относитель-но скрепленных частей корпуса 1 и 2. В полости шарнира 3 установлены в одной плоскости винты 14,. в которых закреплены концы струн 5-7 и которые одновременно служат для регулировки натяжения струны. Противоположные концы струн закреплены в полости корпуса 1. посредством блока 11, вращающегося на оси 12, причем струны 5 и 6 соединены между собой и переброшены через блок, а струна 7 имеет рабочую длину, равную рабочим длинам струн,5 и 6(в исходном положении), но закреплена в центре неподвижно оси 12 блока.В средней части корпуса против 20 струн 5-7 установлены возбудители- преобразователи 8-10 колебаний струн в сигнал, пропорциональный частоте. Диапазон измеряемых усилий определяется для изгибающих моментов мак симальной величиной угла наклона продольной оси передаточного элемента к оси корпуса, а для линейных нагрузок - жесткостью стенок корпуса 1, которая зависит от площади сечения и количества проточек 18. Обод 13 препятствует вращению оси 12 и Фиксирует ее положение относительно стенок корпуса 1. Для защиты корпуса от влаги и сцепления с бетоном устройство покрыто резиновой оболочкой 16. Злектрокабель подсоединен к корпусу через разъем 17.Устройство монтируется на контролируемом объекте подобно армирующим стержням с помощью наконечника 4. 40 Действующее на наконечник 4 усилие, например крутящий момент, поворачивает шарнир передаточного элемента 3 и изменяет рабочую длину струн 5 и б, разность частот колебаний 4 этих струн определяет величину приложенного усилия.Струна 7, расположенная вдоль среднеи линии корпуса, свою длину не изменяет и служит для контроля сос-О тояния корпуса и начального,натяжения струн. При воздействии на устройство линейных нагрузок происходит упругая деформация корпуса, а также удлинениеукорочение) всех трех струн на одинаковую величину, по изменению частоты собственных колебаний струны 7 судят о величине приложенной нагрузки. При одновременном воздействии линейных и изгибающих усилий каждую составляющую определяют как при чистом оастяжении (сжатии) и изгибе, так как состояние дополнительной струны 7 не зависит от состояния струн 5 и 6.Для проверки начального положения струн 5 и 6 определяют разность между полусуммой изменений частот струн 5 и 6 и изменением частоты с .руны 7Для компенсации температурной погрешности измерений корпус динамо- метра и чувствительные элементы выполняются из материалов с близкими коэфФициентами линейного расширения.Меньшая степень натяжения и изменения натяжений струн (только от линейных нагрузок) и отсутствие температурных деформаций существенно облегчают условия работы струн и тем самым сни- . жают погрешности измерений от эффекта последствия и расширяют измерительный диапазон, а также повышают стабильность показаний и надежность работы датчика в целом.Формула изобретенияСтрунный динамометр, содержащий корпус с передаточным элементом и чувствительные элементы в виде двух размещенных параллельно рабочих струн с преобразователями колебаний, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены блок с осью и дополнительная струна, закрепленная одним концом в осч блока, через который пропущены сое йненные между собой концы рабочих струн, а передаточный элемент установлен в корп;се посредством шарнира, в котором закрепле-. ны свободные концы всех .струн, причем точки крепления струн расположены в плоскости, перпендикулярной оси вращения шарнира.Источники информации принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 9 58337, кл. 6 01 . 1/10, 15.12.75.2. Авторское свидетельство ССГР Р 676864, кл. 6 01 В 17/04, 30.04.76 прототип881543 иг.1 евниковаКоррек Макаренко Редактор Л.ПовхаЗаказ 9942/63 УигЗ Составитель Л. Техред А,АчТираж 910 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Еаушская наб., д. филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,