Струнный преобразователь угловых перемещений

Союз СоветсиыкСоцнапистычееиынРеспублик Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет 3 Ъеударетненный квинтет СССР о авлаи нзобрвтеннй н етнрытнй(72) Авторыизобретения В.А.Малецкий, Ю.Н.Турчанинов, М.А.Диценко, М.И.Малащук, А.Г.Бестелесный и В.В.ИроденкоИвано - Франковское специальное конструктос 1 сае беро,средств автоматизации и систем управленйя,(71) Заявитель(5 Й ) СТ РУННЫЙ ПРЕО БРАЗО ВАТЕЛЬ У ГЛО ВЫХПЕРЕМЕЩЕНИЙ 1Изобретение относится к контрольно"измерительной технике и можетбыть использовано, в частности, дляизмерения угловых перемещений,Известен струнный преобразовательлинейных перемещений, содержащийизмерительный рычаг, натянутую скрученную ленточную струну, магнит сохватывающими свободную часть струны полюсными наконечниками, автоге"нератор, измеритель частоты колебаний струны и отсчетный индекс, установленнный посредине струны 11 1,Однако известный преобразовательне может быть использован для преобразования угловых перемещений безиспользования дополнительных средствпреобразования угловых перемещенийв линейные перемещения,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому являетсяструнный преобразователь угловых перемещений, содержащий жестко закрепленную одним концом и натянутую по 2продольной оси преобразователя ленточную струну и охватывающую ее магнитную систему с полюсными наконечниками. Ленточная струна предварительно скручена и при измерении5угловых перемещений дополнительнозакруци вается или раскручиваетсявследствие чего изменяется ее попе, речная жесткость, а следовательно,и част 8 та ее собственных колебаний,которая может быть измерена известт ными средствами 21.Недостатки преобразователя - значительное измерительное усилие, ко 15 торое необходимо затратить на закручивание струны, а также наличие значительных интермодуляционных искаже.ний выходного сигнала преобразователя, оЬусловленное тем, что скру 2 о ценная струна имеет на разных участках своей длины различную частотусобственных колебаний,Цель изобретения - уменьшение измерительного усиления и повышениепомехоустойчивости преобразова,теля.Для достижения поставленной цели е струнном преобразователе угловых перемещений, содержащем жестко за" крепленную одним концом и натянутую по продольной оси преобразователя ленточную струну и охватывающую ее магнитную систему с полюсными наконечникам, второй конец струны жест ко закреплен, поперечное сечение ее выполнено некруглым и ограничено по контуру монотонной кривой, а магнитная система, связываемая в процессе измерений с контролируемымобъектом, и выполнена с возможностью поворота вокруг продольной оси преобразователя.На фиг, 1 схематически представлена конструкция струнного преобразова- щ теля; на фиг. 2 - сечение А-А нафиг. 1.Струнный преобразователь угловыхперемещений содержит натянутую вдоль его продольной оси ленточную струну 2 а 1 и охватывающую ее магнитную систему 2 с полюсными наконечниками,выполненную, например, в виде элек-тромагнита, обмотка 3 возбуждения которого соединена с автогенератороми измерителем частоты (не показаны).Концы ленточной струны 1 жестко инеподвижно закреплены, а магнитнаясистема 2 выполнена подвижной с возможностью углового поворота (враще 35ния) вокруг продольной оси преоЬразователя, Для этого она может бытьсвязана, например при помощи рычагаМ с витой трубчатой пружиной 5, находящейся под давлением Р, т,е. пре-.образователь может быть использованв глубинных манометрах, в которых угловое перемещение создается упругимчувствительным элементом, т.е. угло"вой привод может быть маломощным.43Струнный преобразователь угловыхперемещений работает следующим образом.Автогенератор (не показан) за счетподачи высокочастотного напряженияв обмотку 3 электромагнита или непо"средственно на струну 1 (в случае использования магнитной системы 2 с по"стоянными магнитами) поддерживаетколебания струны близкими к частотеее собственных колеЬаний. Частотанапряжения возбуждения контролируется при этом каким"либо измерителемчастоты, Благодаря выполнению контура поперечного сечения струны 1 некруглым она обладает различной величиной момента инерции в различных направлениях вдоль плоскости ее поперечного сечения по А-Р (фиг. 2), вследствие чего частота собственных колебаний струны в этих направлениях также различна. Поэтому при плавном изменении углового положения магнитной системы 2 относительно ленточной струны 1 с некруглым сечением, ограниченным по контуру. монотонной кривой, изменяется плоскость колебаний струны, а следовательно, и частота ее колебаний Ьез изменения усилия натяжения струны или ее жесткости за счет скручивания. Выбранный контур поперечного сечения струны определяет функциональную зависимость частоты напряжения автогенератора в зависимости от величины углового перемещения контролируемого объекта.Благодаря тому, что струна в процессе раЬоты не подвергается скручиванию, а угловой привод от объекта к преоЬразователю нагружен не на. нее, а на магнитную систему, усилие нагружения на привод (измерительное 1усилие) оказывается незначительным, Кроме того, так как струна обладает равномерно распределенной по длинежесткостью, при колеЬаниях ее на различных частотах не возникают до" полнительные частотные искажения выходного сигнала преобразователя, т,е. повышается его помехоустойчи вост ьФормула изобретенияСтрунный преобразователь угловых перемещений, содержащий жестко закрепленную одним концом и натянутую по продольной оси преобразователя ленточную струну и охватывающую ее магнитную систему с полюсными наконечниками, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменыцения измерительного усилия и повышения помехоустойчивости, второй конец стру- . ны жестко закреплен, поперечное сечение ее выполнено некруглым и ограничено по контуру монотонной кривой, а .магнитная система , связываемая в процессе измерений с контролируемым объектом, выполнена с воэможностью поворота вокруг продольной оси преобразователя.3 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР М 706677) кл. 6 01 В 5/02, 1978.ираж 614 ул. Про ВНИИПИ Заказ 7492/60Т филиал ППП "Патент", г. Ужго сное я