Устройство для измерения усилий
I i i1 5I42I4
ОПИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Реслублик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.02.75 (21) 2105598/10 (5l ) М. Кл. - G 011 1, 24 с присоединением за я вки t¹
Государственный комктет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 15,05.76. Бюл;.етень ¹ 18 5:3), ДК 531.781(088.8) Дата опубликования описания 22.06.7б (72) Авторы изобретения
И. И. Слезингер, Ю. В. Миронов, А. Н. Алиевская, В. А. Ширяев и Г. М. Белицкий (71) Заявитель
Научно-исследовательский институт механики
Московского ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени государственного университета им. М. В. Ломоносова (541 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ
Изобретение относится к области силоизмерительной техники.
Известны устройства для измерения усилий (1), содержащие источник света, поляризатор, фазосдвигаю|цую пластину, чувствительный элемент из фотоупругого материала, анализатор и измерительную схему, которые обладают низкой точностью.
Известны также устройства для измерения усилий (2), содер>кащие источник света, модулятор с приводным синхронным двигателем, подключенным к источнику питания, поляризатор, фазосдвпгающую пластину, чувствительный элсменг пз фотоупругого материала, анализатор и систему силовой компенсации, выполненную в виде фотоэлектрического нульиндуктора, усилитель и датчики силы.
Однако они не обеспечивают требуемой точности измерений и сложны в регулировке.
Предлагаемое устройство для повышения точности измерения снабжено исполнительным реверсивным двигателем, подключенным обмоткой управления к усилителю, а обмоткой возбуждения — к источнику питания приводного двигателя и связанным выходным валом через согласующий элемент с датчиком силы, а модулятор выполнен в виде поляроида, установленного на валу редуктора с передаточным отношением 1: 2.
Кроме того, для упрощения регулировки в предложенном устройстве фазосдвигающая пластина снабжена узлом Ilollopo1;»I выполнена со сдвигом фазы, меньшим четвсртп
5 волны.
На чертеже представлена схема описывае мого устройства, состоящего нз консольной балки 1. корневая часть которой образует
10 чувствительный элемент, вьшолнснный в виде двух склеенных стеклянных пластин, между которыми расположен анализатор 2. Конец балки связан с датчиком силы, состоящим из катушки 3, находящейся в магнитном по.lе
15 постоянного магнита -4. Катушка 3 Illl l"ается постоянным током через реохорд 5, движок которого соединен с валом реверсивного двигателя 6, управляющая обмотка 7 которого подключена к выходу усилителя переменного
20 тока 8. Обмотка возбуждения 9 этого двигателя питается от сети переменного тока, как и синхронный двигатель 10.
Пучок света от источника света 11 попадает на поляроид-поляризатор 12, приводимый
25 во вращение через редуктор 13 с передаточным отношением 1: 2 синхронным двигателем
10. Пройдя через упругий элемент, фазосдвпгающую пластину 14 и анализатор 2, пучок света поступает на фотопрпемннк 15.
51421 "4
Со тавптель М. Моргунов
Редактор С. Хейфиц
Техред Е, Подурушина
Корректор А. Николаева
Типография, пр. Сапунова, 2
Луч света, поляризованный с переменным направлением оси поляризации вращающимся поляризатором 12, проходит через фазосдвигающую пластину 14 и чувствительный элемент из фотоупругого материала, при этом в отсутствие измеряемого усилия поступающий на фотоприемник лучистый поток не содержит переменной составляющей.
В результате сигнал на выходе усилителя отсутствует, и вал двигателя 6 неподвижен.
При нагружении чувствительного элемента в нем возникают механические напряжения, которые создают дополнительный сдвиг фаз. Как следствие, возникает переменная составляющая светового потока с несущей частотой питания сети оз, так как поляроид вращается через редуктор с отношением 1: 2 с частотой оз/2, модулируя поток с двойной частотой. Переменная составляющая усиливается, поступает в обмотку двигателя, который перемещает движок реохорда 5 и изменяет ток в катушке 3. Направление вращения двигателя таково, что возбуждаемая между катушкой 3 и магнитом 4 сила взаимодействия уравновешивает измеряемое усилие. Величина силы взаимодействия пропорциональна току в катушке и отсчитывается по падению напряжения на резисторе 16 при помощи цифрового вольтметра 17.
Благодаря введению .в устройство исполнительного двигателя 6, подключенного обмоткой возбуждения к источнику питания приводного двигателя 10, связанного через редуктор с отношением 1: 2 с поляроидом 12, обеспечивается снижение нулевого сигнала устройства и тем самым повышение его точности.
Благодаря выполнению фазосдвигающей пластины 14 поворотной и со сдвигом фазы, меньшим четверти волны, отпадает необходимость в подборе пластины с точно выполненным сдвигом n/2 и тем самым упрощается регулировка устройства.
Формула изобретения
1. Устройство для измерения усилий, содер10 жащее источник света, модулятор с приводным синхронным двигателем, подключенным к источнику питания, поляризатор, фазосдвигающую пластину, чувствительный элемент из фотоупругого материала, анализатор и систе15 му силовой компенсации, выполненную в виде фотоэлектрического нуль-индикатора, усилителя и датчика силы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено исполнительным реверсивным
20 двигателем, подключенным обмоткой управления к усилителю, а обмоткой возбуждения — к источнику питания приводного двигателя и связанным выходным валом через согласующий элемент с датчиком силы, а модулятор
25 выполнен в виде поляроида, установленного на валу редуктора с передаточным отношением 1:2.
2. Устройство по п. 1, отл ич а ющееся тем, что, с целью упрощения регулировки, фа30 зосдзигающая пластина снабжена узлом поворота и выполнена со сдвигом фазы, меньи им четверти волны.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.
35 1. Авт. св. № 274422, кл. G 011 1/24, 1970.
2. Авт. св. № 346611, кл. G 01L 1/24, 1972.
Заказ 1314 4 Изд _#_o 1326
Тпрагк 1029 Подписное
ЦНИИПИ Государственного
I îìèòåTë Совета
Министров СССР по делагв изобретений и открытий
113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5
