Струнный динамометр
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 07,04В0 (21) 2906865/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—
Опубликовано 151181- Бюллетень № 42
Дата опубликования описания 15.11.81 (51)М. Кл.з
G 01 L 1/10
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (5Ç) УДК531, 781 (088.8) >
l
В.Д.Ветров, И.Ш.Гоникман, В.Г.Пьянин и, В.А.Федотов (72) Авторы изобретения
Всесоюзный научно-исследовательский институт гидромеханизации санитарно-технических и специальных строительных работ (71) Заявитель (54) СТРУННЫИ ДИНАМОМЕТР
Изобретение относится к силоизмерительной технике °
Известен датчик, содер>кащнй струну, закрепленную в корпусе с постоян- к ным натяжением, установленный на струне подвижный цилиндрический элемент изменяет рабочую длину отдельных участков струны в зависимости от измеряемого перемещения;для контроля точности и стабильности во времени один из участков струны известного устройства имеет постоянную длину независимо от измеряемой величины, по частоте колебаний которого судят о стабильности натяжения всей струны11).
Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет определять линейное перемещение при одновременном изгибе. 20
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является частотный дифференциальный датчик перемещения, содержащий корпус с передаточным элементом и чувствитель- 25 ные элементы в виде двух размещенных параллельно рабочих струн с преобразователями колебаний121.
Однако точность измерений этого устройства недостаточна. 30
Целью изобретения является повы-; шение точности измерений.
Указанная цель достигается тем, что в устройство введены блок с осью и дополнительная струна, закрепленная одним концом в оси блока, через который пропущены соединенные между собой концы рабочих струн, а передаточный элемент установлен в корпусе посредством шарнира, в котором закреплены свободные концы всех струн, причем точки крепления струн расположены в плоскости, перпендикулярной оси вращения шарнира.
На фиг.1 представлено устройство общий вид, на фиг. 2 — разрез А-А. на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1.
Устройство содержит корпус, состоящий из двух частей 1 и 2, стянутых винтами, передаточный элемент 3, наконечники 4, чувствительные элементы, состоящие из струн 5-7 с преобразователями колебаний 8-10, блок 11, установленный на оси 12, фиксирующий обод
13, регулирующие винты 14, основные направляющие 15, оболочку 16, выводной штуцер 17 и ряд концентрических проточек 18.
881543
Воспринимающим внешнее усилие элементом является наконечник 4, он жестко связан с передаточным элементом 3, который имеет шарнирное окончание и может свободно поворачиваться в осевых направляющих 15 относитель- но скрепленных частей корпуса 1 и 2.
В полости шарнира 3 установлены в одной плоскости винты 14,. в которых закреплены концы струн 5-7 и которые одновременно служат
-для регулировки натяжения струны.
Противоположные концы струн закреплены в полости корпуса 1. посредством блока 11, вращающегося на оси 12, причем струны 5 и 6 соединены между собой и переброшены через блок, а струна 7 имеет рабочую длину, равную рабочим длинам струн .5 и 6(в исходном положении), но закреплена в центре неподвижно оси 12 блока.
В средней части корпуса против 20 струн 5-7 установлены возбудителипреобразователи 8-10 колебаний струн в сигнал, пропорциональный частоте.
Диапазон измеряемых усилий определяется для изгибающих моментов мак- 25 симальной величиной угла наклона продольной оси передаточного элемента к оси корпуса, а для линейных нагрузок — жесткостью стенок корпуса 1, которая зависит от площади сечения и количества проточек 18. Обод 13 препятствует вращению оси 12 и фиксирует ее положение относительно стенок корпуса 1. Для защиты корпуса от влаги и сцепления с бетоном устройство покрыто резиновой оболочкой 16.
Злектрокабель подсоединен к корпусу через разъем 17.
Устройство монтируется на контролируемом объекте подобно армирующим стержням с помощью наконечника 4. . 40
Действующее на наконечник 4 усилие, например крутящий момент, поворачивает шарнир передаточного элемента 3 и изменяет рабочую длину струн
5 и 6, разность частот колебаний 45 этих струн определяет величину приложенного усилия.
Струна 7, расположенная вдоль среднеи линии корпуса, свою длину не изменяет и служит для контроля сос-g0 тояния корпуса и начального.натяжения струн. При воздействии на устройство линейных нагрузок происходит упругая деформация корпуса, а также удлинение (укорочение) всех трех струн на одинаковую величину, по изменению частоты собственных колебаний струны 7 судят о величине приложенной нагрузки. При одновременном воздействии линейных и изгибающих усилий каждую составляющую определяют как при чистом растяжении (сжатии) и изгибе, так как состояние дополнительной струны 7 не зависит от состояния струн 5 и 6.
Для проверки начального положения струн 5 и 6 определяют разность между полусуммой изменений частот струн 5 и 6 и изменением частоты с руны 7 ° Для компенсации температурной погрешности измерений корпус динамометра и чувствительные элементы выполняются из материалов с близкими коэффициентами линейного расширения.
Яеньшая степень натяжения и измене ния натяжений струн (только от линейных нагрузок) и отсутствие температурных деформаций существенно облегчают условия работы струн и тем самым сни- . жают погрешности измерений от эффекта последствия и расширяют измерительный диапазон, а также повышают стабильность показаний и надежность работы датчика в целом.
Формула изобретения
Струнный динамометр, содержащий корпус с передаточным элементом и чувствительные элементы в виде двух размещенных параллельно рабочих струн с преобразователями колебаний, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены блок с осью и дополнительная струна, закрепленная одним концом в осч блока, через который пропущены соедйненные между собой концы рабочих струн, а передаточный элемент установлен в корп;се посредством шарнира, в котором закреплены свободные концы всех .струн, причем точки крепления струн расположены в плоскости, перпендикулярной оси вращения шарнира.
Источники информации принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 58337, кл. G 01 L 1/10, 15.12.75.
2. Авторское свидетельство ССГР
Р 676864, кл. G 01 В 17/04, 30.04.76 прототип
881543
puz Г фиг. 1
Тираж 910 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, &аушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Редактор Л.Повхан
Заказ 9942/63 фигЗ
Составитель Л.Кожевникова
Техред А.Ач Корре к тор Ю. Мак аре нко