162597. lajstromszámú szabadalom • Ingás erőmérő berendezés
162597 mérési tartomány kezdetén, azaz kis ingakitéréseknél a lemezre erősített szalagon lógó súly nagyobb nyomatékot fejt ki, mint a másik. Annál a szögkátérés értéknél, amikor a lemezre erősített szalag is már a henger palástjára fek- S szik fel, a járulékos nyomaték megszűnik, mivel a két súly egymást kompenzálja. Ennek a megoldásnak hátránya, hogy vele nem valósítható meg olyan nagy átfogású mérőinga, amelynek skálája az egész mérési tartományban JO egyetlen függvény szerinti, pl. logaritmikus. Az ingakitérés hasznos kb. 30°-os tartományában ugyanis a javasolt szalagos mechanizmussal nem lehet a nagy mérési tartományhoz szükséges ellennyomaték változást és az előírt ingakarak- 15 terisztikát is biztosítani. Találmányunk azon a felismerésen alapul, hogy a kívánt nemlineáris indikátorkitérés-erő jelleggörbét azáltal érhetjük el, hogy a béren- 20 dezésben az erőtátadó kar hosszát a mérendő erő, illetőleg a szögkitérés függvényében a mérés során előre meghatározott módon folyamatosan változtatjuk. Az erőátadó kar hosszának folyamatos változása találmányunk szerint egy- 25 máson legördülő profilos tagokból álló erőátviteli művel van megoldva. Találmányunk tehát ingás erőmérő berendezés nemlineáris skálájú kijelzőszerkezethez csatlakoztatott ingaszerkezettel és a mérendő erőt 30 közvetítő terhelőszerkezettel, és az jellemzi, hogy az ingaszerkezet és a terhelőszerkezet közé egymáson legördülő profilos tagokból álló erőátviteli mű van iktatva, amelynek gördítő tagja a terhelőszerkezettel, legördülő tagja pedig az 35 ingaszerkezettel van mereven összekötve. A találmány egy kiviteli alakjánál az indikátorkitéréserő jelleggörbe logaritmikus, és a kijelzőszerkezet előnyösen logaritmikus körskálá- 40 val van ellátva. A találmányt a továbbiakban a rajz alapján ismertetjük, ahol az ábra a találmány szerinti ingás erőmérő berendezés egy előnyös kiviteli alakjának kinematikai vázlatát szemlélteti. 45 Az ábra nyomóerő mérésére kialakított ingás erőmérő kinematikai vázlatát ábrázolja, ahol a mérendő P erő függőlegesen megvezetett 1 terhelőszerkezetre hat, amelyhez erőátviteli mű gördítő 2 tagja van mereven hozzáerősítve. 5(j A profilos kialakítású gördítő 2 tag az ugyancsak profilos kialakítású legördülő 3 tagot mozgatja, amely 4 ingaszerkezethez van mereven, hozzáerősítve. Agördítő 2 tag és a legördülő 3 tag 55 együtt alkotják a változó hosszúságú r karon történő erőátvitelt biztosító erőátviteli művet. A 4 ingaszerkezet 5 osuklópontban van csapágyazva, és 6 ingaszárának végére 7 ingasúly van erősítve. A 4 ingaszerkezet 8 indikátorkarja 60 működteti a 9 kijelzőszerkezetet. A rajzon ábrázolt példaképpeni megoldásnál az indikátorkitéfés a 4 ingaszerkezet elfordulási <r- szögének szinuszával arányos és a 9 kijelzőszerkezet 10 körskálával van ellátva. 85 A találmány szerinti elrendezésben a mérés során az erőátadó kar nagysága változik az ingiakitérés és így a mérendő erő függvényében. Ezt az egymáson csúszásmentesen legördülő profilos tagokból álló erőátviteli mű közbeiktatásával érjük el. A csúszásmentes legördülés biztosítja a kellő érzékenységet és pontosságot. A csúszásból adódó súrlódás miatt fellépő intenzív kopás következtében idővel a profilos részek alakja is eltérne az előírttól, ami további hibát okozna. A 2 és 3ítagok csak akkor gördülnek le egymáson csúszásmentesen, ha érintkezési pontjukban sebességeik irány és nagyság szerint megegyeznek. Ez a követelmény akkor teljesül, ha az 5 csuklóponton átmenő és a 2 tag elmozdulási irányára, ezaz az 1 terhelőszerkezet megvezetési irányára merőleges p—p egyenes az érintkezési pontok mértani helye. A fenti feltételből, valamint»a megvalósítandó indikátarkitérés-erő függvényéből az ingaszerkezet egyensúlyi egyenlete alapján meghatározható a legördülő 3 tag profiljának egyenlete. Célszerű az indikátorkitérés-erő függvényt logaritmikusra választani, mert ekkor egyrészt adott relatív hibának a skálán mindenütt azonos hossz, illetőleg ívdarab felel meg, másrészt körskála alkalmazása esetén a mutató vagy a skála többszöri körülfordulásával kisméretű skála alkalmazható a leolvasási pontosság csökkenése nélkül. Többszöri körülfordulás esetén az alapskálán leolvasott értéket q"-nek kell szorozni, ahol q a választott logaritmus alapszáma, n pedig a körülfordulások szarna. 10-es alapú logaritmus esetén a gyakorlatban igen kedvező decimális szorzósor adódik. Legyen az indikátorkitérés-erő összefüggés logaritmikus, azaz z = a • sin'/' = K • lgP, <1) ahol K az ingás erőmérő berendezés műszerállandója, z a kijelzőszerkezetnek az indikátorkitéréssel arányos elmozdulása, a az indikátorkar hossza és v az ingaszerkezet szögelfordulása, akkor a 3 tag profiljának az 5 csuklópontba helyezett origójú és a 6 ingaszárra merőleges tengelyű polárkoordimáta rendszerben felírt egyenletrendszere, a mérendő P erő, mint paraméter függvényében az alábbi: r=K-K-b lgP a v P 1 —• arcsin K •lgP (2) (3) ahol r és r a profil koordinátái, K az (1) egyenlet műszerállandója, G az ingasúly súlya, I
