3.4. Динамометры с пьезоэлектрическими преобразователями
Использование пьезоэлектрических преобразователей в пьезоэлектрических динамометрах не требует наличия упругих элементов в конструкции устройств. Измеряемое усилие непосредственно воспринимается пьезоэлектрическим элементом, выполненным в виде плоских пластин. Особенность этого типа динамометров — невозможность измерения статических и медленноменяющихся сил. Вследствие этого пьезометрические динамометры получили ограниченное распространение.
На рис. 3.8, а изображена схема преобразователя типа ДТ, включающая в себя кварцевые пластины 2, установленные в корпусе 3, и выводной электрод 1. Он позволяет преобразовывать усилия в диапазоне до 2·105 Н. Нелинейность статической характеристики не превышает 3%. Частота собственных колебаний около 30 кГц.
Для измерения знакопеременных сил применяют предварительное напряжение пьезопластин до величин, составляющих 50% от номинального измеряемого усилия.
Рис. 3.8. Пьезоэлектрические динамометры: а — схема преобразователя типа ДТ (1— выводной электрод; 2 — кварцевые пластины; 3 — корпус); б — конструкция пьезоэлектрического частотного динамометра (1 и 2
— металлизированная обкладка; 3 и 5 — обойма; 4— резонатор)
3.5. Динамометры с вибрационно-частотными преобразователями
В практике испытаний находят применение вибрационно-частотные преобразователи силы, предназначенные для измерения статических и медленно изменяющихся усилий сжатия. Преобразователи выпускаются нескольких типоразмеров, отличающихся верхними пределами измеряемых усилий Р (от 1 до 1000 кН).
Схема вибрационно-частотного преобразователя показана на рис. 3.9. При воздействии сжимающей силы Р на упругое кольцо 3 упругая перемычка 2 растягивается, а следовательно, меняется и частота ее собственных колебаний.
Рис. 3.9. Схема вибрационно-частотного преобразователя:
1— генератор-возбудитель; 2—упругая перемычка; 3 — упругое кольцо;
4—электромагнитный преобразователь колебаний
Колебания перемычки возбуждаются генератором 1 и воспринимаются электромагнитным преобразователем 4, посылающим электрические сигналы в измерительную цепь.
Вибрационно-частотные преобразователи применяются для измерения усилий и давления, обладают высокой точностью, могут быть сделаны практически на любые диапазоны измерения, однако их градуировочные характеристики в значительной степени зависят от температуры. Поэтому в процессе работы необходимо тщательное термостатирование. Кроме того, показания могут сильно искажаться при наличии посторонних вибраций.
ВЫВОД
В данной работе были проведены измерительные работы по измерению силы в различных устройствах. Мы ознакомились с классификацией приборов и преимуществами и недостатками каждого из предъявленных.
ЛИТЕРАТУРА
Григорьев В.А., Кузнецов С.П., Гишваров А.С. и др. Испытания авиа-ционных двигателей. М., Машиностроение, 2009, 503 с.
Солохин Э.Л. Испытания авиационных воздушно-реактивных двигате-
лей. М., Машиностроение, 1975, 356с.
Зайцев С.А., Грибанов Д.Д., Толстов А.Н. и др. Контрольно - измерительные приборы и инструменты. М. «Академия», 2006, 464с.
Хопин П.Н. Измерение силы при испытаниях ДЛА. Методические указания к лабораторной работе. Методические указания к лабо-раторным и практическим работам по курсам «Испытания авиаци-онных ГТД» и «Испытания ЖРД» /Учебное пособие/. - М. «Сам полиграфист», 2014 с.3-22: ил. ISBN 978-5-00077-147-1. 10,5 п.л.