Стенд для динамической градуировки ударных акселерометров
(72) Авторы изобретения
В. А. Клочко и Е. В. Андреев (7l ) Заявитель
Научно-исследовательский институт интроскопии (54) СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ГРАДУИРОВКИ УДАРНЫХ
АКСЕЛЕРОМЕТРОВ
Устройство относится к измерительной технике, а именно к технике, измерения параметров удара.
Известны устройства для динамической градуировки ударных аксе5 лерометров по методу измерения силы, содержащие ударник, на торце которого жестко закреплен градуируемый акселерометр, а другой торец выполнен в виде сферы большого радиуса, направляющее устройство, наковальню и систему измерения (1).
Максимальная контактная сила, ударное ускорение и длительность 15 ударного импульса зависят от радиуса сферы ударяющей части, высоты падения и массы ударника. Такое устройство обладает невысокой точностью в связи с наличием местных пластичес- 20 ких деформаций в зоне контакта соударяющихся тел и отсутствием учета их в расчетных соотношениях. Кроме того, устройство не позволяет воспроизводить ударные импульсы длительностью более одной миллисекунды.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является стенд для градуировки ударных акселерометров, со" держащий ударник с жестко закрепленным на торце градуируемым акселерометром, направляющее и тормозное устройство, наковальню, выполненную в виде датчика силы, выходы ударного акселерометра и датчика силы через предварительные усилители и пиковые вольтметры подключены к двухлучевому электронному осциллографу.
Градуировка основана на использова-. нии второго закона Ньютона (2 7.
Устройство также обладает недостаточной точностью в связи с тем, что отсутствует контроль правильности нанесения удара. Кроме того, датчик силы соединен с наковальней через переходные элементы, что искажает его показания.
940075
Цель изобретения - повышение точ-
I ности динамической градуировки удар-, ных аселерометров путем контроля правильности нанесения удара и llo» вышения точности замера силы. %
Поставленная цель достигается тем, что в стенд, содержащий ударник с.элементами крепления градуируемого акселерометра, направляющее и тормозное устройства, наковальню, lp выполненную в виде датчика силы, усилитель акселерометра, подключенный через вольтметр к осциллографу, и усилитель датчика силы, введены дополнительный датчик силы, размещенный в ударнике, усилитель датчика силы и блок сравнения, входы которого соединены с выходами усилителей датчиков силы, а выход подключен через вольтметр к осциллографу.
Кроме того, ударник и наковальня выполнены в виде магнитоупругих дроссельных датчиков силы.
На чертеже изображено устройство
Устройство состоит иэ градуируемо- >> го акселерометра 1, который жестко закреплен на торце ударника 2, размещенного в направляющем устройстве
3. На другом торце ударника закреплен элемент тормозного устройства 4, другой элемент которого размещен на торце наковальни 5. Размещенные в отверстиях 6 наковальни обмотка 7 и в отверстиях 8 ударника обмотка 9, включенные в цепь источника постоян-. ного напряжения (не показан 1, обра35 зуют соответствен но с наковальней и ударником магнитоупругие дроссельные датчики силы. Градуируемый ударный акселерометр и обмотки 7 и 9 сое40 динены с системой 10 обработки информации °
Выходы обмоток 7 и 9 через предварительные усилители 11 соединены с входами блока 12 сравнения. Выходы предварительного усилителя 13 ударного акселерометра и блока 12 через пиковые вольтметры 14 подключены к двухлучевому электронному осциллографу 15.
Устройство работает следующим образом.
Градуируемый акселерометр вместе с ударником освобождаются от стопорного устройства (не показано) и начинают перемещаться в направляющем устройстве под действием силы земного притяжения до соударения через элементы тормозного устройства с наковальней. Изменение магнитного потока в ударнике и наковальне пропор- ционально величине контактной силы, возникающей в процессе их соударения. Электрический сигнал, пропорциональный величине изменения контактной силы во времени, с обмоток
7 и 9 поступает через предваритель" ные усилители на блок сравнения, в котором происходит сравнение сигналов с обмоток и, в случае равенства их абсолютных величин, на выходе блока сравнения появляется электрический сигнал. Электрический сигнал, пропорциональный ускорению, с градуируемого ударного акселерометра через предварительный усилитель 13 и пиковый вольтметр 14 поступает на первый вход осциллографа, на второй вход которого через пиковый вольтметр 14 поступает электрический сигнал, пропорциональный контактной силе при соударении, с выхода блока сравнения. Иа осциллографе осуществляют контроль формы ударного импульса, воспроизводимого при соударении ударника и наковальни. Величину ударного ускорения определяют по формуле
Р а t где а - ударное ускорение;
P — - контактная сила;
m - масса ударника и ударного акселерометра.
Величину чувствительности ударного акселерометра можно определять непосредственно по шкале предварительного усилителя ударного акселерометра, регулируя коэффициент его усиления таким образом, чтобы показания пиковых вольтметров, измеряющих сигналы с датчика силы и ударного акселерометра, были одинаковыми.
Можно расширить эксплуатационные возможности устройства для динамической градуировки ударных акселерометров за счет удлинения направляющего устройства, применения устройств предварительного разгона ударника с градуируемым ударным акселерометром, использования сменных тормозных устройств, обеспечивающих формирование разных по форме и основным параметрам ударных импульсов. формула изобретения
1. Стенд для динамической градуировки ударных акселерометров, содер
ВНИИПИ Заказ 4659/66
Тираж 887 Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
5 940075 6 жащий ударник с элементами крепле- 2. Стенд по п.1, о т л и ч а юния градуируемого акселерометра, на- шийся тем, что ударник и накоправляющее и тормозное устройства, вальня выполнены в виде магнитоупрунаковальню, выполненную в виде дат- гих дроссельных датчиков силы.
:чика силы, усилитель акселерометра, Источники информации, подключенный через вольтметр к осцил- принятые во внимание при экспертизе лографу, и усилитель датчика силы, 1. Kelley Ralph W, Calibration отличающийся тем, что, of shock acceIегоmeters,22nd AnnauaI с целью повышения точности градуи- ISA, Conf. Prac. Chicago, 1967, ровки, в него введены дополнитель- 1о Vol.22, Part.l. Pittsburgh, Pa, 1967I ный датчик силы, размещенный в удар- . MESTIND, 18/2, 1-16. нике, усилитель датчика силы и блок 2. Ecker И., Ein neuen Verfahren сравнения, входы которого соединены zur Kalibrierung vom Beschleunigungsc выходами усилителей датчиков cu- schnehmern я1 t sehr g roPe r Me)here iлы, а выход подключен через вольт- 15 chnen. "Messtechnik", 1973, Sl, М 12, метр к осциллографу. S. 385-393 (прототип).
