Способ измерения силы контактного нажатия в герконе

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН зщ) Н 01 Н 11/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 6 р ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(21) 3612467/24-07 (22) 29,06,83 (46) 23.09.84. Бнд. В 35 (72) В.ф. Удаков, А.Ю. Борисова, О.И. Долгих и А.ф, Нилов (7 1) Рязанский радиотехнический институт (53) 621.3.083,621.318.562(088.8) (56) 1. Клейн Э.А, и др, Тензометрический измеритель малых давлений. - Труды НИИТС, 1969, В 16,2, ВгайГогд К.Е, Ез 1 щаС 1 пп Зеа 1 ей Кеес 1 СопаеС Ротс 18. - Ве 11 ЬаЪВ-Нес. 1966, В 5, 44.3. Авторское свидетельство СССР В 521552, кл. С 05 В 23/02; Н 01 Н 11/04, 1976 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ КОНТАКТНОГО НАЖАТИЯ В ГЕРКОНЕ, содержащем по крайней мере один неподвижный н один подвижный электроды, путем помещения геркона в постоянноеоднородное магнитное поле, под действием которого электроды геркона замыкаютсй, и создания силового воздействия на геркон в направлении,перпендикулярном к плоскости соприкосновения электродов, для их размыкания, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью увеличения точности иупрощения процесса измерения, силовоевоздействие в направлении, перпендикулярном к плоскости соприкосновенияэлектродов, осуществляют с помощьюодиночных механических ударов плавновозрастающей силы, в момент размыкания электродов определяют силу инерции подвижного электрода и по ее значению судят о силе контактного нажа11151Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при производстве и испытании магнитоуправляемых герметических контактов (герконов),Известен способ измерения силыконтактного нажатия (СКН), осуществленный в устройстве, состоящем изтензодатчика, индикатора и источника питания 11. 10Недостатком способа является разрушение контролируемого объекта.Известен также способ измеренияСКН, осуществленный в устройстве,состоящем из мнкрокона, осциллоскопаи флюксометра С 2.Недостатками способа являются иэ"мерение СКН косвенным путем, требую"щим совокупности большого числа при"боров, больших затрат времени, а так же высокая погрешность измеренияНаиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является спо"соб измерения СКН, согласно которомугеркон, содержащий пд крайней мереодин неподвижный и один подвижныйэлектроды помещают в постоянноеоднородное магнитное поле под действием которого электроды геркона замыкаются, создают силовое воздействие на геркон в направлении, перпендикулярном к плоскости соприкосновения электродов, для нх размыканияпутем вращения геркона вокруг оси,параллельной его продольной оси, снарастающей угловой скоростью, измеряют угловую скорость в момент размыкания электродов и по ее значению определяют СКН (.3;1Недостатком известного способа40является ограниченность его применения,Измерение СКН с высокой точностьювозможно лишь в герконах с конструктивно одинаковыми подвижными симмет"45ричными электродами равной массы, аиспользование известного способа длягерконов с несимметричными конструк-тивно неодинаковыми электродами неравной массы, с одним неподвижным электродом, а также. переключающих трехэлектродных герконов приводит к высокой погрешности измерения СКН,Цель изобретения - увеличение точности и упрощение процесса измерения.55Поставленная цель достигается тем, что при способе измерения СКН в герконе, содержащем по крайней ме 118ре один неподвижный н один подвижный электроды, путем помещения геркона в постоянное однородное магнитное поле, под действием которого электроды геркона замыкаются, и создания силового воздействия на геркон,внаправлении, перпендикулярном к.плоскости соприкосновения электродов, для их размыкания, силовое воздействиев направлении, перпендикулярном к плоскости соприкосновения электродов, осуществляют с помощью одиночных механических ударов плавно возрастающей силы, в момент размыкания электродов определяют силу инерции подвижного электрода и но ее значению судят о силе контактного нажатия.На фиг. 1 приведена схема реализации способа измерения СКН; на фиг. 2 - результаты экспериментального исследования зависимости СКН электродов герконов типа КЭМот величины магнитного поля Н, , удерживающего их в замкнутом состоянии; на фиг. 3 - схема работы электродовнеравной массы.Схема" реализации способа измерения СКН содержит регулятор 1 величины магнитного поля, источник 2 магнитного поля, испытуемый геркон 3, держатель 4 геркона, устройство 5 контроля установки геркона, регулятор 6 величины силы удара, ударное устройство 7, индикатор 8 размыкания геркона, датчик 9 величины ускорения и измеритель 10 величины ускорения.Способ осуществляется .следующим образом.С помощью регулятора 1 устанавливается заданная величина однородного постоянного магнитного поля, формируемого источником 2, под действием которого замыкаются электроды испытуемого геркона 3, помещенного в держатель 4, при этом между подвижным электродом 1 (фиг, 3) и неподвижным электродом 2 возникает сила контактного нажатия. Держатель обеспечивает перпендикулярность плоскости соприкосновения электродов, что дополнительно контролируется оптическим устройством 5, Затем в область контактирования электродов и перпендикулярно к плоскости их соприкосновения наносится механический удар, формируемый устройством 7, при этом регулятор 6 обеспечивает плавное увеличение силы удара.1115184 Р+Г -Гм Гк,где Гщ, - сила инерции подвижногоэлектрода, возникающая поддействием удара;Г - сила упругости подвижного ОУэлектрода;Р - сила воздействия магнитногоиполя;Р - сила контактного нажатия.Увеличивая силу удара, увеличиваем силу инерции Рв и добиваемся равенства Р =Г . Тогда Рм 20 Условие (1) указывает на то, что сила упругости уравновешивает магнитную силу, что имеет место при разомкнутом состоянии электродов которое фиксируется электронныминдикатором 8. 25Сила инерции определяется ясак(2) где ш, " та часть подвижного электро- Зда (в баллоне геркона), которая эффективно участвует вдвижении и обвспечивает инерцию электрода,Известно, что35 1 ш фф - ш 4 4 э(3) где ш - полная масса подвижного электрода, заключенного внутри баллона геркона.Зная значения ш и а можно найти величину Г равную СКН в момент размыкания электродов геркона. Величина ускорения, соответствую 45 щего силе удара в момент размыкания электродов, воспринимается датчиком 9, помещенным в держатель 4, и измеряется устройством 10, градуированным непосредственно в граммах СКН.Разброс соответствующих сил значений СКН (фиг. 2) составляет 3,7 г,3Действие сил на подвижный элек" трод 1 (фиг, 3) выражается уравне- нием оценка порядка полученными значений СКН не представляется возможной.Оценим погрешность предложенного способа измерения СКН, определяемую в основном точностью нахождения вели" чин ш и а в уравнении (2) и чувствительностью датчика 9, измеряющего ускорение при ударе.Коэффициент ш вычисляется как 1/4 полной массы ш подвижного электрода, заключенного внутри баллона геркона. Поскольку однородность материала и геометрические размеры электродов герконов нормируются техническими условиями на изделия, разброс ассматриваемой величины ш невелик. Опытное взвешивание партии 100 подвижных электродов герконов типа КЗМна аналитических весах АДВ 1 измеряющих массу до 1 10 г с погрешностью 103, показывает, что среднее значение ш=8,57110 г, предельное абсолютное отклонение от среднего значения дш0,22310 ф г, т.е.2,5 Е, среднее квадратичное отклонение 6=0,11 10 , т.е. 1,33.Ускорение а может быть измерено пьезоакселерометрами, например типа АВС 034-05, АВС О 7-01, основная погрешность которых не более 1,0 Х, В сочетании с электронными блоками усиления, согласно паспортным данным, они обеспечивают чувствительностьмВ.с0,005 т.е. позволяют разди- м чать ускорения на порядок меньше ускорения свободного падения тела,В качестве измерителя могут бытьиспользованы промышленные вольтметрыимпульсного тока, например типаВ 4-12.Таким образом, предлагаемый способ измерения СКН позволяет обеспечить погрешность измерения порядкадолей процента, в то время как дляизвестного погрешность измерения СКНдля симметричных герконов составляет 143, а для несимметричных герконов еще больше,Кроме того, из-за уменьшения числаопераций при измерении СКН упрощает-,ся процесс измерения и уменьшаетсявремя, необходимое для измерения СКН1115118 7 М Фиа ктор Заказ 678 ПодписноеСССР Ужгород, ул. Проект атент",Филиал Р,/ГУ Составитель В. Крносовецкая Техред Ж,Кастелевич Корректор В Тираж 682 ВНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и открыт 3035, Москва, Ж, Раушская на