Устройство для динамической ударной градуировки датчиков силы

СОЮЗ СОВЕТСНИХШИЮЬЮЮеСНИКРЕСПУБЛИК 0% (И) экю С 01 1. 25/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССОРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1, Еккер В. Исследование динами ческих характеристик динамометров с большими верхними пределами измерений и широкими рабочими диапазона" ми частот.Э.И."Испытательные приборы и стенды", 1975, вып. 33, реф.2302. Лион Р.Л., Зайбл Дж.Л. Ударный силовозбудитель для градуировки силоизмерительных датчиков. Э.И. "Испытательные приборы и стенды", 1973, 9 48, реф. 280 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ УДАРНОЙ ГРАДУИРОВКИ ДАТЧИКОВ СИЛЫ, состоящее из основания, ударной массы на маятниковом подвесе спускового механизма и опоры для крепления градуируемого датчика, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности градуировки с одновременным расширением его функциональных возможностей, в него введены два плоских горизонтальных рамочных реверсора, две шаровые направляющие качения, образцовый силоиэмеритель ударной нагрузки, стабилизирующий упругий элемент и вертикальный опорный выступ, при этом первый плоский горизонтальный реверсор соединен с горизонтальной поверхностью опоры через две шаровые направляющие каче- ния, а его плоскость параллельна плоскости основания, одна из поперечин первого реверсора входит в отверстие рамки второго, причем второй реверсор связан с первым через образцовый силоизмеритель ударной нагрузки и параллельно включенный стабилизирующий упругий элемент, которыеразмещены соосно и по разные стороныот поперечины первого реверсора,а плоскости первого и второго реверсоров взаиМно перпендикулярны, второй реверсор соединен с вертикальнымопорным выступом через градуируемьйдатчик силы растяжения, на другойпоперечине первого реверсора размещен градуируемый датчик силы сжатия,при этом жесткость реверсоров в направлении передаваемой силы, жесткостьобразцового силоизмерителя и величинаугламассы выбраны нз соотношений:Срез10 САат 1 Ссил5 СдатдатМ7дат Якгде С- жесткость реверсоров в направлении передаваемойсилы, Н/м;С- жесткость образцового силоизмерителя, Н/м;, С - жесткость градунруемого датчика. Н/м,- безразмерный коэффициентформы кривой ударного процесса, находящийся в диапазоне 1,7-3,5;Р - предельное значение силы,Датизмеряемое градуируемымдатчиком, Н;й - частота собственных колебаний градуируемого датчика, Гц;- ускорение свободного падения м/с;Кк - радйус качения ударноймассы, м;М - величина ударной массы,кг.ФИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при градуировке датчиков переменных сил в импульсном режиме усилием сжатия и растяжения. 5Известно устройство для определения динамических характеристик датчиков силы, представляюсее собойударный маятник, состоящий из ударной массы на подвесе и массивного 1 Ооснования, на котором закрепляетсяисследуемый датчик. Ударная массасбрасывается и уДаряет по исследуемому датчику Я .Недостатками такого устройстваявляются невысокие точность и производительность вследствие применениярасчетного метода оценки задаваемойсилы и возможность градуировки только датчиков сжатия. 20Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяустройство для динамической градуировки силоизмериФельных датчиков,состоящее из ударной массы, спускного механизма, основания и опорыдля крепления градуируемого датчика 2 . Ударная масса, на которойустановлен датчик акселерометра,закреплена на подвесе, под действием ЗОсилы тяжести поворачивается и уда"ряет по градуируемому датчикуНедостатком устройства является возможность градуировки датчиков переменных сил только усилием сжатия, что не обеспечивает получение достоверной информации о метрологических характеристиках, датчиков, различных в режиме сжатия и растяжения.Целью изобретения является повышение точности и производительности градуировки датчиков переменных сил с одновременным расширением функциональных возможностей устройства. 15Указанная цель достигается тем, 45М что в устройство для динамическои градуировки датчиков силы, состоящее из основания, ударной массы на маятниковом подвесе, спускового механизма и опоры для крепления градуируемого датчика, введены два плоских горизонтальных рамочных реверсора, две шаровые направляющие качения, образцовый силоизмеритель ударной нагрузки, стабилизирующий упругий элемент 55 и вертикальный опорный выступ, при ,этом первый плоский горизонтальный реверсор соединен с горизонтальнойжесткость реверсоров в направлении передаваемой силы, Н/м;жесткость образцового силоизмерителя,Н/м;жесткость градуируемогодатчика, Н/м;безразмерный коэффициентформы кривой ударного процесса, находящийся в диапазоне 1,7-3,5;предельное значение силы,измеряемое градуируемымдатчиком, Н;частота собственных колебаний градуируемого датчика, Гц;ускорение свободного падения, м/с;радиус качения ударной массы, м;величина ударной массы,кг. где Срев Ссил С АатДат Кк На чертеже изображено предложенное устройство для динамической градуировки датчиков силы, общий вид.Устройство имеет массивное горизонтальное основание 1, на котором закрепляются станина 2 и опора 3 с вертикальным опорным выступом. На поверхностью опоры через две шаровыенаправляющие качения, а его плоскостьпараллельна плоскости основания, одна из поперечин первого реверсоравходит в отверстие рамки второго,причем второй реверсор связан с первым через образцовый силоизмерительударной нагрузки и параллельно включенный стабилизирующий упругийэлемент, которые размещены сооснои по разные стороны от поперечиныпервого реверсора, а плоскости первого и второго реверсора взаимно перпендикулярны, второй реверсор соединен с вертикальным опорным выступомчерез градуируемый датч.;.к силы растяжения, на другой поперечине первогореверсора размещен градуируемый датчик силы сжатия, при этом жесткостьреверсоров в направлении передаваемой силы, жесткость образцового силоизмерителя и величина ударной массывыбраны из соотношений:станине 2 устанавливается на маятниковом подвесе 4 ударная масса 5,представляющая собой сплошной цилиндр со сферическим торцом, и спусковой механизм 6, перемещающийся 5по направляющим станины 2. На горизонтальной плоскости опоры 3 располагается первый плоский горизонтальный рамочный реверсор 7, плоскостькоторого параллельна плоскости осно вания 1. Одна поперечина первогореверсора 7 входит в отверстие второго плоского горизонтального рамочного реверсора 8. Для уменьшениясил трения реверсор 7. опирается на 15две шаровые направляющие качения, на.пример шарики 9, которые уложены впродольные пазь 1 реверсора 7 и опоры 3. Второй реверсор 8, плоскостькоторого взаимно перпендикулярна 20плоскости первого реверсора 7, связан с первым через образцовый силоизмеритель ударной нагрузки 10, прикрепленный, например, к реверсору 7и приведенный в соприкосновение 25с реверсором 8 стабилизирующим упругим элементом 11, помещенным междузадней поперечиной реверсора 7 ипередней поперечиной реверсора 8 параллельно и соосно с образцовым сило-З 0измерителем 10. Выбор места закрепления образцового силоизмерителяобусловлен необходимостью исключитьвлияние инерционных свойств,реверсора 7 на показания градуируемого датчика растяжения 12,В качестве образцового силоизмерителя 10 может быть использован,например, упруго-контактный силоизмеритель, обладающий по сравнению с из 40вестными силоиэмерителями необходимойжесткостью и точностью измерения переменных сил в импульсном режиме. Датчик 12 при градуировке его уси 4 лием растяжения закрепляется одной тягой к вертикальному опорному высту. пу опоры 3 и вместе с выступом располагается внутри реверсора 7, а второй тягой - к реверсору 8, тем самым образуя с опорой 3, реверсором 8, силоиэмерителем 10 и реверсором 7 единую силовую цепь. Градуируемый датчик сжатия 13 закрепляется на передней поперечинереверсора 7, причем на свободную тягудатчика 13 устанавливается пята 14,которая в сочетании с ударной массой 5 используется в качество второго образцового упруго-контактногосилоизмерителя.При градуировке датчиков силыустройство работает следующим образом.Отсоединенная от спускового механизма 6 ударная масса 5, сферическийконец которой предварительно покрывается тонким слоем парафина, ударяет по пяте 14 датчика 13. Усилиесжатия через датчик 13 передаетсяреверсору 7, силоиэмерителю 10 и второму реверсору 8, которые преобразуют усилие сжатия в усилие .растяжения. Усилие растяжения, действующеена градуируемый датчик 12, регистрируется образцовым силоизмерителемударной нагрузки 10, а усилие сжатия, действующее на датчик 13,образцовым силоиэмерителем, включающим в себя ударную массу 5 и пяту 14Градуировочное усиле зависит отугла сброса ударной массы, которыйопределяется положением спусковогомеханизма 6 на направляющей станины 2.Для изменения направления приложения градуировочных усилий к датчикам 12 и 13 их меняют местами, послечего повторяют градуировку. Такимобразом, датчики силы отградуированыкак усилием сжатия, так и растяжения.Как показали экспериментальныеданные, изобретения позволяет снизить погрешность измерения силы до1-1,5/ по сравнению с погрешностьюопределения силы в устройстве 2,равной 2-7 Е, и обеспечить градуировку датчиков силы усилиями сжатия ирастяжения, что расширяет функциональные возможности.Изобретение обеспечивает возможность градуировки одновременно двухдатчиков и позволяет увеличить производительность градуировки примернов 1,5 раза.1103101 Составитель В,ГодзиковскийТехред Т.Иаточка Корректор А.Дзятко Н.Шв еда аз 4/5 Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Филиал 946/31 Тираж 823 ВНИИПИ Государствен по делам изоб 13035, Москва, Ж, РПодписно ого комитета СССР етений и открытий ушская наб., д