Резонансная поверочная вибрационная установка

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для поверки виброизмерительных преобразователей , Цель изобретения - повышение КПД за счет снижения потерь электромагнитной энергии. Резонансная поверочная вибрационная установка содержит электромагнит с катушкой 5 переменного тока и катушкой 9 подмагничивания, установленными соосно вокруг ветвей ферромагнитного камертона 1, основание которого закреплено на магнитопроводе 8, а концы ветвей расположены между полюсами электромагнита , причем на одной ветви закреплен контрольный вибродатчик 2 и имеется место для испытуемого вибродатчика, а на другой ветви установлен противовес 4. Цель изобретения достигается за счет уменьшения количества зазоров и использования камертона 1 в качестве продолжения магнитопровода 8. 2 ил. w Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 М 7/04

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4789521/28 (22) 11.12.89 (46) 15.05.92. 6юл. М 18 (71) Научно-производственное объединение

"Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологии им. Д;И. Менделеева" (72) Э.А. Сидоров (53) 620.178.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hL 120942, кл. 6 01 М 7/00, 1958.

Авторское свидетельство СССР

М 112495, кл. G 01 М 7/00, 1957. (54) РЕЗОНАНСНАЯ ПОВЕРОЧНАЯ ВИ6РАЦИОННАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть йспользовано для поверки виброизмерительных и реобразоИзобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в поверочных установках с электромагнитными вибровозбудмтелями для поверки виброизмерительных преобразователей.

Известен резонансный вибростенд мембранного типа, предназначенный для испытания механических деталей на вибропрочность, для динамической тарировки и снятия частотных характеристик вибродатчиков, размещаемых вблизи центра мембран с электромагнитной системой возбуждения. Между связанными по периметру мембранами размещена электрическая катушка с сердечником с двумя обмотками, из которых одна питается переменным током от генератора звуковой частоты через усилитель, а другая обмотка

„„ „„1733939 А1 вателей. Цель изобретения — повышение

КПД за счет снижения потерь электромагнитной энергии, Резонансная поверочная вибрационная установка содержит электромагнит с катушкой 5 переменного тока и катушкой 9 подмагничивания, установленными соосно вокруг ветвей ферромагнитного камертона 1, основание которого закреплено на магнитопроводе 8, а концы ветвей расположены между полюсами электромагнита, причем на одной ветви закреплен контрольный вибродатчик 2 и имеется место для испытуемого вибродатчика, а на другой ветви установлен противовес 4. Цель изобретения достигается за счет уменьшения количества зазоров и использования камертона 1 в качестве продолжения магнитопровода 8. 2 ил. питается постоянным током для создания с подмагничивающего потока. Если переменный ток имеет частоту механического резонанса мембран, то колебания их максимальны. ь

Устройство имеет низкий коэффициент . полезного действия из-за больших потерь О электромагнитной и механической энергии, Это лриеодит к значительному расходу фь электрической энергии для получения больших виброускорений. !

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и принятым за прототип является. вибростенд, содержащий в качестве резонатора камертон, возбуждаемый электромагнитами, пи.таемыми от источника переменного тока.

Одна из ветвей его соединена с концом пру1733939

30

55 жины, имеющей нелинейную характеристику, а другой конец пружины связан с шарнирно закрепленным рычагом, отклоняемым при регулировке с помощью винта.

Электромагниты расположены симметрично между ветвями камертона по одному на каждую ветвь и крепятся на общем кронштейне. Испытываемые приборы крепятся на площадке, расположенной на поверхности ветви камертона.

Синусоидальный ток питающей обмотки катушек электромагнитов, создает синусоидальные силы, приложенные к ветвям камертона в противофазе. С помощью винта и рычага жесткость пружины настраивается так, чтобы собственная резонансная частота камертона совпадала с частотой переменного тока.

Основным недостатком устройства-прототипа является его низкий КПД, вызванный большими потерями электромагнитной энергии, теряемой в зазорах магнитной цепи электромагнитов, из-за вихревых токов в ветвях камертона, а также рассеянной в катушках электромагнитов.

Цель изобретения повышение коэффициента полезного действия за счет снижения потерь электромагнитной энергии.

Ожидаемый эффект от использования изобретения — повышение КПД в 2-2.5 раза.

Укаэанная цель достигается тем, что в резонансной поверочной вибрационной установке, содержащей электромагнит с катушкой переменного тока и катушкой подмагничивания, ферромагнитный камертон, концы ветвей которого расположены между полюсами электромагнита, на одной ветви закреплен контрольный вибродатчик и имеется место для установки поверяемого вибродатчика, а на другой ветви установлен противовес, основание камертона закреплено на магнитопроводе. а катушка переменного тока и катушка подмагничивания установлены соосно вокруг ветвей камертона.

Благодаря тому, что основание камертона закреплено на магнитопроводе и внутри катушек, он и его ветви становятся продол. жением этого магнитопровода. При этом основной магнитный поток замыкается по однородным параллельным цепям составленным соответственно из ветви камертона, зазором между ветвью и полюсом магнитопровода. Поэтому электромагнитная энергия в основном теряется только на одной паре зазоров, имеющих большое магнитное сопротивление, а не на двух парах зазоров, как в известных устройствах. Кроме того, такое взаимное расположение де, талей магнитопровода и ветвей камертона дает возможность возникновению пондеромоторных сил, приложенных к ветвям камертона дополнительно к силам приложенным в районе полюсов электромагнита.

На фиг. 1 изображена заявляемая резонансная поверочная вибрационная установка, продольный разрез; на фиг. 2- то же, вид сбоку.

Установка содержит камертон 1, к концу одной ветви которого с помощью шпилек диаметром 5 мм присоединены образцовый 2 и испытуемый 3 вибродатчики, а к концу другой присоединен также с помощью шпилек диаметром 5 мм противовес

4. Камертон 1, по своим параметрам рассчитанный на частоту 750 Гц, имеющий общую длину 14,8 см, толщину ветвей 1,4 см, ширину4 см, размещается внутри полости катушки 5 переменного тока. имеющей 2200

ВМТКо8 провода диаметром 1 мм и питаемой от генератора напряжения переменного тока переменной частоты, мощностью 200 Вт, служащего для возбуждения переменного магнитного потока, Магнитный поток раздвоен по двум симметричным цепям, составленным ветвями камертона 1, зазорами

6, 7 между ветвями с полюсами магнитопровода 8, длиной 1 мм, магнитопроводом 8, охватывающим с двух сторон катушки 5 и катушку 9 подмагничивания, сходящимся у основания камертона 1, которое так же размещено внутри полости катушки с обмоткой

9 подмагничивания, имеющей 2200 витков провода диаметром 1 мм, служащей для возбуждения постоянного магнитного потока в ветвях камертона 1, магнитопровода 8 и в воздушных зазорах 6, 7. Обмотка катушки подмагничивания питается от генератора напряжения постоянного тока типа Б5-21 и потребляет ток 5 А напряжением 4 В. Для уменьшения потерь на вихревые токи по длине ветвей камертона 1, исключая площадки для размещения вибродатчиков 2, 3, выполнены продольные пазы 10 шириной 1 мм, на глубину 10 мм с шагом 4 мм, а магнитопровод 8 набран из пластин трансформаторной стали. Вся конструкция закреплена на основании 11 из алюминия диаметром

140 мм и толщиной 40 мм, служащем также в качестве теплоотвода.

Заявляемая резонансная поверочная вибрационная установка работает следующим образом.

От генератора напряжения постоянного тока на витки катушки.9 подмагничивания подается постоянный ток 5 А напряжением

10 В. От генератора напряжения переменного тока переменной частоты с усилителем мощности подается переменный ток до 3 А

1733939 юг, (55 напряжением до 60 В на витки катушки 5 переменного тока, При этом в зазорах 6, 7 возникают противоположного направления переменные силы. амплитудное значение которых пропорционально переменному то- 5 ку. Синхронно с этими силами возникают также пондеромоторные силы, взаимодействия токов в витках катушки 5 переменного тока и суммарного тока из микротоков, образующих элементарные диполи, ориентиро- 10 ванных поддействием тока подмагничивания в одном направлении. Изменяя частоту источника напряжения переменного тока, подстраивают ее под частоту собственных колебаний камертона, получают виброуско- 15 рения требуемых амплитуд.

Благодаря параллельным пазам 10 в ветвях камертона 1 s 3-4 раза падает величина вихревых токов, тем самым в.4 — 5 раз снижаются потери электрической энергии. 20

Таким образом, при сохранен и положительных качеств прототипа в предлагаемом устройстве за счет повышенйя КПД в

10-15 раз возрастает воспроизводимая ве25 личина виброускорений на единицу затрачиваемой электрической мощности. На рабочей частоте 750 Гц при затрачиваемой электрической мощности 200 Вт воспроизводится виброускорение 10600 м/с при иск кажении гармоничности не более 1,57ь.

Формула изобретения

Резонансная поверочная вибрационная установка, содержащая электромагнит с катушкой переменного тока и катушкой подмагничивания, ферромагнитный камертон, концы ветвей которого расположены между полюсами электромагнита, на одной ветви закреплен контрольный вибродатчик и имеется место для установки поверяемого вибродатчика, а на другой ветви установлен противовес, отличающаяся тем,что, с целью повышения КПД за счет снижения потерь электромагнитной энергии, основание камертона закреплено на магнитопроводе, а катушка переменного тока и катушка подмагничивания установлены соосно вокруг ветвей камертона.

1733939

Составитель Э. Сидоров

Редактор Н. Сильнягина Техред М.Моргентал Корректор М. Максимишинец

Заказ 1663 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина,.101