Устройство для динамической ударной градуировки датчиков силы

Устройство для динамической ударной градуировки датчиков силы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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 юще ее 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 силоизмеритель ударной нагрузки, стабилизирующий упругий элемент и вертикальный опорньй выступ, при этом первый плоский горизонтальньп реверсор соединен с горизонтальной поверхностью опоры ; через две шаровые направляющие качения , 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 злемент, которые размещены соосно и по разные стороны от поперечины первого реверсора, а плоскости первого и второго реверсоров взаимно перпендикулярны, второй реверсор соединен с вертикальным опорным выступом через градуируемый датчик силы растяжения, на другой поперечине первого реверсора размещен градуируемый датчик силы сжатияj при этом жесткость реверсоров в направлении передаваемой силы,жесткость i образцового силоизмерителя и величина угла массы выбраны из соотношений: (Л ГР. ;Срев ОСддт;С.„д г fcCHT где Сред - жесткость реверсоров в на правлении передаваемой силы, Н/м; -жесткость образцового си сил лоизмерителя-, Н/м; AQT -жесткость градуируемого датчика. Н/м, : IS -безразмерный коэффициент формы кривой ударного процесса , нaxoдяD ийcя в диапазоне 1,7-3,5; 7 -предельное значение силы, А,ат измеряемое градуируемым датчиком, Н; -частота собственньк коле-дат баний градуируемого датчика , Гц; ускорение свободного паде8 ния R - радиус качения ударной массы, м; М - величина ударной массы,кг.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

И Ф

РЕСПУБЛИК

0% (И) Э15Р G 01 L 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3583324/18-10 (22) 21.04.83 (46) 15.07.84. Бюл. Ф 26 (72) С.Н.Бушуев, M.M.Ëóïèíñêèé и А.В.Ретивов (53) 531.781(088.8) (56) 1. Еккер В. Исследование динами ческих характеристик динамометров с большими верхними пределами измерений и широкими рабочими диапазонами частот.Э.И."Испытательные приборы и стенды", 1975, вып. 33, реф.230

2. Лион P.Ë., Зайбл Дж.Л. Ударный силовозбудитель для градуировки силоизмерительных датчиков. 3.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 ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности градуировки с одновременным расширением его функциональных возможностей, в негб 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

Ф через две шаровые направляющие качения, 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, которые размещены соосно и по разные стороны от поперечины первого реверсора, а плоскости первого и второго реверсоров взаиМно перпендикулярны, второй реверсор соединен с вертикальным опорным выступом через градуируемьй датчик силы растяжения, на другой поперечине первого реверсора размещен градуируемый датчик силы сжатия, при этом жесткость реверсоров в направлении передаваемой силы, жесткость образцового силоизмерителя и величина угла массы выбраны нз соотношений: Срез 100даФсил 5Сдат дат М

7 дат Я к где С вЂ” жесткость реверсорбв в на правлении передаваемой силы, Н/м;

С „„ — жесткость образцового силоизмерителя, Н/м;

Сдат жесткость градунруемого датчика. Н/м, — безразмерный коэффициент формы кривой ударного процесса, находящийся в диапазоне 1,7-3,5;

F — предельное значение силы, д,ат измеряемое градуируемым датчиком, Н;

f — частота собственных колебаний градуируемого датчика, Гц;

g — ускорение свободного падения м/с2;

R< — радйус качения ударной массы, м;

М вЂ” величина ударной массы,кг.

Ф.

1103101

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при градуировке датчиков переменных сил в импульсном режиме усилием сжатия и растяжения. 5

Известно устройство для определения динамических характеристик датчиков силы, представляющее собой ударный маятник, состоящий из ударной массы на подвесе и массивного 10 основания, на котором закрепляется исследуемый датчик. Ударная масса сбрасывается и уДаряет по исследуемому датчику (1) .

Недостатками такого устройства являются невысокие точность и производительность вследствие применения расчетного метода оценки задаваемой силы и возможность градуировки только датчиков сжатия. 20

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для динамической градуировки силоизмериФельных датчиков, состоящее из ударной массы, спуск- 25 ного механизма, основания и опоры для крепления градуируемого датчика (2) . Ударная масса, на которой установлен датчик акселерометра, закреплена на подвесе, под действием gp силы тяжести поворачивается и ударяет по градуируемому датчику °

Недостатком 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.

I

Указанная цель достигается тем, 45 что в устройство для динамическои градуировки датчиков силы, состоящее из основания, ударной массы на маятниковом подвесе, спускового механизма и опоры для крепления градуируемо-50 го датчика, введены два плоских горизонтальных рамочных реверсора, две шаровые направляющие качения, образиовый силоизмеритель ударной нагрузки, стабилизирующий упругий элемент 55 и вертикальный опорный выступ, при .этом первый плоский горизонтальный реверсор соединен с горизонтальной

Срез 10 Сдат

С сил 5 С*ат,.

g FAa ф

Аа> >Я" v. жесткость реверсоров в направлении передаваемой силы, Н/м; жесткость образцового силоизмерителя,Н/м; жесткость градуируемого датчика, Н/м; безразмерный коэффициент формы кривой ударного процесса, находящийся в диапазоне 1,7-3,5; предельное значение силы, измеряемое градуируемым датчиком, Н; частота собственных колебаний градуируемого датчика, Гц; ускорение свободного падения м/с радиус качения ударной массы, м; величина ударной массы,кг. где Срев

Сеид

С p,ат дат Дат

R к

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 шаровые направляющие качения, 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, которые размещены соосно и по разные стороны от поперечины первого реверсора, а плоскости первого и второго реверсора взаимно перпендикулярны, второй реверсор соединен с вертикальным опорным выступом через градуируемый датч.;к силы растяжения, на другой поперечине первого реверсора размещен градуируемый датчик силы сжатия, при этом жесткость реверсоров в направлении передаваемой силы, жесткость образцового силоизмерителя и величина ударной массы выбраны из соотношений:

1103101 станине 2 устанавливается на маятниковом подвесе 4 ударная масса 5, представляющая собой сплошной цилиндр со сферическим торцом, и спусковой механизм 6, перемещающийся 5 по направляющим станины 2. На горизонтальной плоскости опоры 3 располагается первый плоский горизонтальный рамочный реверсор 7, плоскость которого параллельна плоскости осно-10 вания 1. Одна поперечина первого реверсора 7 входит в отверстие второго плоского горизонтального рамочного реверсора 8. Для уменьшения сил трения реверсор 7 опирается на две шаровые направляющие качения, например шарики 9, которые уложены в продольные пазы реверсора 7 и опоры 3. Второй реверсор 8, плоскость которого взаимно перпендикулярна 20 плоскости первого реверсора 7, связан с первым через образцовый силоизмеритель ударной нагрузки 10, прикрепленный, например, к реверсору 7 и приведенный в соприкосновение 2S с реверсором 8 стабилизирующим упругим элементом 11, помещенным между задней поперечиной реверсора 7 и передней поперечиной реверсора 8 параллельно и соосно с образцовым сило-З0 измерителем 10. Выбор места закрепления образцового силоизмерителя обусловлен необходимостью исключить влияние инерционных свойств,реверсора 7 на показания градуируемого датчика растяжения 12.

В качестве образцового силоизме рителя 10 может быть использован, например, упруго-контактный силоизме. ритель, обладающий по сравнению с иэ 40 вестными силоиэмерителями необходимой жесткостью и точностью измерения переменных сил в импульс :..м режиме.

Датчик 12 при градуировке его уси 4 лием растяжения закрепляется одной тягой к вертикальному опорному выступу 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 поперечине реверсора 7, причем на свободную тягу датчика 13 устанавливается пята 14, которая в сочетании с ударной массой 5 используется в качество второго образцового упруго-контактного силоизмерителя.

При градуировке датчиков силы устройство работает следующим образом.

Отсоединенная от спускового механизма 6 ударная масса 5, сферический конец которой предварительно покрывается тонким слоем парафина, ударяет по пяте 14 датчика 13. Усилие сжатия через датчик 13 передается реверсору 7, силоиэмерителю 10 и второму реверсору 8, которые преобразуют усилие сжатия в усилие .растяжения. Усилие растяжения, действующее на градуируемый датчик 12, регистрируется образцовым силоизмерителем ударной нагрузки 10, а усилие сжатия, действующее на датчик 13, образцовым силоиэмерителем, включающим в себя ударную массу 5 и пяту 14.

Градуировочное усиле зависит от угла сброса ударной массы, который определяется положением спускового механизма 6 на направляющей станины 2.

Для изменения направления приложения градуировочных усилий к датчикам 12 и 13 их меняют местами, после чего повторяют градуировку. Таким образом, датчики силы отградуированы как усилием сжатия, так и растяжения.

Как показали экспериментальные данные, изобретения позволяет снизить погрешность измерения силы до

1-1,5/ по сравнению с погрешностью определения силы в устройстве (2$, равной 2-7Х и обеспечить градуиров ку датчиков силы усилиями сжатия и растяжения, что расширяет функциональные возможности.

Изобретение обеспечивает возможность градуировки одновременно двух датчиков и позволяет увеличить производительность градуировки примерно в 1,5 раза.

1103101

Составитель В.Годзиковский

Редактор Н.Швыдкая Техред Т.Маточка Корректор А.Дзятко

Заказ 4946/31 Тираж 823 Подписное

BHHH1lH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4