Пневматический преобразователь перемещений

Пневматический преобразователь перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

P E CIlY 5 f1MK (51)5 G 01 В 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4853420/28 (22) 17.07.90 (46) 30.10.92. Бюл. N 40 (71) Институт механики АН УССР (72) А.Н.Гузь, М,Lll.Äûøåëü и О,Н.Чекин (56) Малашенко С,В. и др. Исследование материалов и элементов конструкций пневматическими измерителями, Киев: Наукова думка, 1983, с.20, Измерительные приборы в машиностроении. / Под ред. Бурдуна Г,Д„M.: Машиностроение, 1964, с.237-238. (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений, Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерений путем осуществления автоматического регулирования величины проходного сечения входного сопла в ре>киме обратной связи. Поставленная цель достигается за счет того, что пневматический преобразователь перемещений, содержаИзобретение относится к измерительной технике, в частности к измерениям линейных перемещений пневматическими преобразователями, и может найти применение при механических испытаниях материалов и конструкций.

Известны входные сопла с постоянными проходными сечениями, представляющими собой трубку. в которой цилиндрический канал переходит в калибровочное отверстие. Недостаток данного усщий источник сжатого воздуха стабилизированного давления, измерительное сопло, входное сопло с иглой переменного сечения, связанной с микрометрическим винтом, и манометр, снабжен сильфоном, на неподви>кном торце которого закреплено входное сопло, а на подвижном — игла переменного сечения, расположенная внутри сильфона, двумя штуцерами, один из которых соединен с полостью сильфона непосредственно, а второй — через входное сопло, воздушным распределительным устройством, имеющим первый, второй, третий и четвертый штуцеры, первый штуцер распределительного устройства соединен с источником сжатого воздуха стабилиэиро- Я ванного давления, второй штуцер соединен с первым штуцером сильфона, входное сопло соединено с третьим штуцером распределительного устройства, четвертый штуцер которого соединен с измерительным соплом, а микрометрический винт связан с иглой через подвижный торец сильфона. 1 ил, тройства состоит в том, что изменение чувствительности при измерениях производится путем смены входных сопел.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является регулируемое входное сопло, выбранное в качестве прототипа заявляемого устройства. Оно представляет собой трубку с калиброванным отверстием, величина проходного сечения которого регулируется

1772621

50 микровинтом с конической иглой, входящей в калиброванное отверстие, вручную.

Недостаток данного устройства заключается в том, что повышая, например, чувствительность измерений путем ручной регулировки величины проходного сечения входного сопла, одновременно уменьшаем диапазон измерений. При этом динамический диапазон преобразователя остается примерно постоянным как при изменении чувствительности измерений, так и в пределах отдельных поддиапазонов всего диапазона измерений при данной выбранной чувствительности.

Цель изобретения заключается в изменении динамического диапазона преобразователя в различных поддиапазонах диапазона измерений путем осуществления автоматического регулирования величины проходного сечения входного сопла.

Поставленная цель достигается тем, что входное сопла с калиброванным отверстием расположено на одном торце сильфона; игла переменного сечения расположена на другом торце сильфона внутри него и входит в калиброванное отверстие; сильфон имеет два штуцера, один из которых соединен с полостью сильфона непосредственно, а второй — через входное сопла; воздух в полость сильфона подается через распределительное устройство либо через входное сопло, либо непосредственно.

Среднее заявляемого решения с другими техническими решениями в данной области техники показывает, что известно использование сильфона в пневматическом преобразователе перемещений. В дачном преобразователе сильфон перемещает измерительное сопла, при этом динамический диапазон преобразователя остается постоянным в различных поддиапазонах всего диапазона измерений в данном режиме. B заявляемом устройстве в различных поддиапазонах измерений динамический диапазон изменяется, причем он увеличивается по мере увеличения измеряемого перемещения (тем светлым расширяет диапазон измерений по сравнению со случаем входного сопла с постоянным сечением). Это обстоятельство имеет существенное значение в ряде задач экспериментальной механики, когда требуется наиболее точно измерить исследуемый параметр в конце изучаемого процесса, например при определении разрушаемой нагрузки; предела пропорционзльн ости или деформаций, соответствующих этому пределу и т.п, Предлагаемое устройство представлено нз чертеже, вид сбоку.

Входное сопла 1 встроено в торец 2 сильфона 3. К второму торцу 4 присоединена игла 5 переменного сечения (например, коническая), входя щая в отверстие входного сопла 1. Торец 2 присоединен к корпусу 6, в котором расположен микровинт 7. Полость сильфона через штуцеры 8 и 9, резиновые трубки 10 соединена с воздушным распределительным усгройством 11, Распределительное устройство имеет четыре шгуцера.

Первый из них 12 соединен с источником сжатого воздуха стабилизированного давления, второй штуцер 13 соединен с штуцером 9 сильфона, входное сопло 1 соединено с третьим штуцером 14, а четвертый штуцер

15 соединен с измерительным соплом 16 и манометром 17. Заслонка 18 связана с обьектом, перемещение которого измеряется.

Устройство работает следующим образом. В зависимости от направления подачи воздуха в полость сильфона осуществляются два режима измерения.

} режим. Воздух давления Р„а через штуцер 12 поступает в распределительное устройство 11, выходит из него через штуцер 13. и по резиновому шлангу 10 через штуцер 9 поступает в полость сильфона 3.

Отсюда воздух через входное сопла 1, штуцер 8, шланг 10 поступает в распределительное устройство.11, откуда через штуцер

15 поступает в измерительное сопло 16 и манометр 17. При этом, регулируя микрометрический винт 7, изменяем проходное сечение входного сопла 1 вследствие деформации сильфона 3, в результате чего устанавливается необходимая чувствительность измерений. В дальнейшем, при изменении зазора между измерительным соплом 16 и заслонкой 18, давление 0 полости сильфона не изменяется; оно остается равным Pc,g5, так как полость сильфона находится вне измерительной камеры, образованной входным соплом 1 и выходным соплом 16.

Рабочее давление Рстаб фиксируется отсчетным устройством 17. Поскольку в процессе измерения величина проходного сечения входного сопла не изменяется, динамический диапазон преобразования на разных поддиапазонах всего диапазона измерения остается постоянным.

Il режим, Воздух давлением Рстае через штуцер 12 поступает в распределительное устройство 11, выходит из него через штуцер 14 и по шлангу 10 через штуцер 8, входное сопло 1 поступает в полость сил ьфонз 3.

Отсюда воздух через штуцер 9. шланг 10, штуцер 13 поступает в распределительное устройство 11, откуда через штуцер 15 поступает в измерительное сопло 16 и мано1772621 метр 17. В данном режиме полость сильфона находится между входным соплом 1 и измерительным соплом 16, т.е. входит составной частью в измерительную камеру, поэтому при изменении зазора между измерительным соплом 16 и заслонкой 18 давление в полости сильфона будет изменяться, Если винт 7 отпустить, изменение давления в полости сильфона 3 приведет к изменению его рабочей высоты и, как следствие, к перемещению иглы переменного сечения 5. При атом будет реализовано автоматическое регулирование величины проходного сечения входного сопла 1 и, следовательно, изменение чувствительности преобразователя.

Это изменение будет не дискретным, а плавным, в результате чего тарировочная характеристика преобразователя по мере измерения перемещения становится (при определенной форме иглы 5, например, конус) более крутой. При этом динамический диапазон преобразователя в разных поддиапазонах всего диапазона измерений будет переменным, увеличиваясь к концудопустимого предела измерений.

Формула изобретения

Пневматический преобразователь перемещений, содержащий источник сжатого воздуха стабилизированного давления, измерительное сопло, входное сопло с иглой переменного сечения, связанной с микрометрическим винтом, манометр, о т л и ч а ю5 шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений путем осуществления автоматического регулирования величины проходного сечения входного сопла в режиме обратной связи, 10 он снабжен сильфоном, на неподвижном торце которого закреплено входное сопло, а на подвижном — игла переменного сечения, расположенная внутри сильфона, с двумя штуцерами, один из которых соединен с

15 полостью сильфона непосредственно, а другой — через входное сопло, воздушным распределительным устройством, имеющим первый, второй, третий и четвертый штуцеры, первый штуцер распределитель20 ного устройства соединен с источником сжатого воздуха стабилизированного давления, второй штуцер соединен с первым штуцером сильфона, входное сопло соединено с третьим штуцером распределитель25 ного устройства, четвертый штуцер которого соединен с измерительным соплом, а микрометрический винт связан с иглой через подвижный торец сильфона.