Устройство для динамической ударной градуировки датчиков силы

 

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