Шестикомпонентные аэродинамические весы

Шестикомпонентные аэродинамические весы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

152117

Класс б Olg; 42k, 45аз

В 64d; 62с, 11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРОКОМУ СВМДЕ7ЕЛЬСТВУ

Подписная группа № 172

Н. П. Левицкий

K ЕСТ И КОМ ПО Н EH TH Ы Е АЗ РОДИ НАМИ Ч ЕС КИ Е В ЕСЫ

Заявлено 12 декабря 1961 г. за № 765117/26-10 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» ¹ 23 за 1962 г.

Известны шестикомпонентные аэродинамические весы, в которых модель, снабженная обтекателем, связана державкой с чувствительными элементами весов, в качестве которых использованы индуктивные преобразователи перемещений, включенные в мостовую схему. В плечи моста введены дополнительные преобразователи для компенсации моментов, не подлежащих измерению.

С целью измерения малых аэродинамических усилий для определения горизонтальных сил и момента в предлагаемых весах служит рама на упругих опорах, несущих сердечник преобразователей, а для определения вертикальной силы и моментов — мембрана, ось которой совпадает с направлением измеряемой силы.

На чертеже изображена конструкция предложенных весов.

Чувствительными элементами весов являются узлы А и Б. Узел А служит для измерения горизонтальных сил FN, u Fy и момента Лг.

Узел Б предназначен для измерения вертикальной силы Fz и вертикальных моментов Мх и Л4у. Основание узла А крепится на кожухе 1.

На узле Б с помощью державки 2 закреплена испытуемая модель 3.

Для защиты весов и державки от потока воздуха весы по:,:сщены в кожух 1, а державка 2 — в обтекатель 4.

Узел А представляет собой раму на упругих опорах, симметрично расположенных относительно оси z. Под действием сил Fx u Fy ynpyгие опоры деформируются в направлении осей х и у как балки, заделанные с двух концов, один из которых может перемещаться. Под дейсТВНеМ момента AIz QnpyI He onopbI испытывают деформацию KpfHLnHH и изгиба.

В качестве чувствительных элементов применены датчики (индуктивные преобразователи). Датчики 5 и 6 предназначены для измерения компонента F х, датчики 7 и 8 — для измерения компонента F"ó, а дат. А 152117 чики 9, 10, 11 и 12 — для измерения компонента М z. Под действием сил Fx u Fg якорь датчиков перемещается относительно индуктивных катушек датчиков, вызывая пропорциональное действующей силе изменение индуктивных сопротивлений. Под действием силы Fx измерительные мосты компонентов F ó и М z не разбалансировываются, так как благодаря точному расположению оси датчиков компонентов F ó и

М z по направлению оси у, т, е. перпендикулярно направлению движения якоря, смещение якоря под действием силы Fx не вызывает изменения воздушного зазора в датчиках этих компонентов, а следовательно, и изменения их индуктивных сопротивлений. Под действием силы

Fg измерительные мосты компонентов F x и М z не разбалансировываются. Мост компонента F x не разбалансируется по тем же причинам, что и мост компонента F ó под действием силы Fx. Мост компонента М z не разбалансируется потому, что он собран так, что при действии силы Fz датчики, íàxîäÿùèåñÿ в соседних плечах моста, получают одинаковое по знаку и величине изменение зазора между якорем и индукционными катушками. Под действием момента Mz весовой элемент узла А скручивается относительно оси z симметрии.

Якорь датчиков компонента М z поворачивается относительно индуктивных катушек 9, 10, 11 и 12, вызывая пропорциональное действующему моменту изменение индуктивных сопротивлений датчиков комt îíåíòà М z. Измерительные мосты компонентов F x и F ó при этом не разбалансировываются, так как благодаря расположению осей индуктивных катушек компонентов F x и F ó точно по осям симметрии весового элемента узла соответственно по осям х и у при действии момента iMZ якорь датчика только поворачивается относительно его индуктивных катушек, не изменяя среднего значения воздушного зазора.

1(роме сил Fx u Fg и момента Afz, на весовой элемент узла А действуют моменты Мх, Му, xl u gl. Под действием указанных моментов весовой элемент узла А деформируется как консоль, нагруженная моментом, т. е. по дуге окружности. Действие этих моментов не вызывает разбаланса мостов компонентов F x и F ó, так как при расположении осей индуктивных катушек точно по середине весового элемента узла, гзаимного смещения якоря относительно индуктивных катушек не происходит.

Узел Б представляет собой плоскую мембрану с выфрезерованными в ней четырьмя канавками, оси которых расположены по двум взаимно перпендикулярным диаметрам. Плоскость мембраны расположена в плоскости х — у весов. Внешняя сторона мембраны является неподвижной частью весового элемента узла, средняя часть мембраны подвижна. Якорь датчика компонентов Л4 х и М у закреплен на середине мембраны. Ось якоря совпадает с осью z.

Якорь датчика компонента F x расположен в центре мембраны в ее плоскости. Под действием моментов Мх и Му центральная часть мембрaíbt поворачивается соответственно в плоскости у вЂ, х — z. Под действием силы Fz мембрана прогибается в направлении действия силы. Расположение якоря датчика компонента F 2 в плоскости мембраны в ее центре и совмещение осеи датчиков компонента F z с осью z весов позволяет исключить влияние моментов Мх и Му на компонент

F z, так как при действии этих моментов величина зазора между якорем и индуктивными катушками датчика компонента F z не изменяется.

Расположение якоря датчика компонентов ЛГх и М у по оси z весов позволяет исключить влияние силы на измерение компонентов Мх и

Му, так как при действии силы Fz изменечия зазоров между якорем и индуктивными катушками не происходит. Расположение осей индуктив№ 152117 ных катушек датчиков компонентов М х и М у в плоскостях соответственно у †u x — z перпендикулярно оси z весов позволяет исключить взаимные влияния компонентов М х и М у, так как при действии момента Мх и Му изменения зазора между якорем и катушками в компоненте соответственно М у и М х не происходит. Величина разбаланса измерительного моста компонентов М х и М у пропорциональна не только моменту Мх и Му, но и моменту yL u xl.

Компенсация моментов gl u xl производится электрическим способом. Сущность электрического способа заключается в том, что на весовой элемент узла, изменяющий силу Fx, помещаются дополнительные датчики 18 и 14, не входящие в измеригельный мост компонента

F x. Эти датчики включаются в измерительный мост компонента М у так, чтобы при действии силы Fx, приложенной в заданном начале координат, изменения индуктивных сопротивлений датчиков компонентов силы и момента вычитались. Изменяя зазор датчиков, измеряющих силу Fx, добиваются, чтобы разность изменений индуктивных сопротивлений, вызванных действием момента xi, равнялась нулю.

Предлагаемые весы могут найти применение для специальных аэродинамических экспериментов в исследовательских лабораториях.

Предмет изобретения

Шестикомпонентные аэродинамические весы, в которых модель, снабженная обтекателем, связана державкой с чувствительными элементами весов, в качестве которых использованы индуктивные преобразователи перемещений, включенные в мостовую схему, в плечи которой введены дополнительные преобразователи для компенсации моментов, не подлежащих измерению, о т л и ч а ю щ и е с я тем, что, с целью измерения малых аэродинамических усилий, для определения горизонтальных сил и момента служит рама на упругих опорах, несущих сердечник преобразователей, а для определения вертикальной силы и моментов служит мембрана, ось которой совпадает с направлением измеряемой силы. № 152117

s-в

Составитель H. Халецкий

Редактор Кутафина Техред А. А. Камышникова Корректор И. A. Шпынева

Поди. к печ. 21/I — 63 г. Формат бум. 70Х 108 / в 3ак. 3987/4 Тираж 1025

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д. 2/6.

Объем 0,35 изд. л.

Цена 4 коп.

Типография, пр. Сапунова, 2.