словленная воздействием на неизвестную массу гравитации или некоторой другой силы, например давления, момента, измерения являются косвенными. Обычно измеряемая сила преобразуется в механическое перемещение упругого чувствительного элемента. Тогда перемещение этого элемента измеряется с помощью определенных преобразователей. " Наиболее распространенным принципом преобразования является пьезорезистивный, который используется в тензометрах.

Чувствительные элементы

В измерительных преобразователях силы применяются следующие типы чувствительных элементов: консоли, цилиндры, диафрагмы и прочные кольца. На рис. 5.13 показан принцип действия чувствительного элемента с консолью, Б котором последняя крепится либо двумя (рис. 5.13, о), либо одним концом (рис. 5.13,6), а сила

Кбтб/1Ь

Рис, 5.13. Чувствительный элемент с консолью

прикладывается перпендикулярно продольной оси консоли. Отклонение консоли от своего первоначального положения и-Служит мерой прикладываемой к ней силы.

На рис 5.14 показан принцип действия чувствительного элемента цилиндрического типа, в котором сила прикладывается вдоль оси цилиндра. Цилиндр изгибается, когда прикладывается усилие, и этот изгиб или отклонение стенок цилиндра от своего первоначального положения и характеризует значение приложенной силы.

Чувствительный элемент в форме диафрагмы (рис. 5.15) включает в себя круглую пластинку, зажатую по краям. Ее принцип действия напоминает работу консоли в рассмотренном ранее чувствительном элементе.

Диафрагма прогибается в центре при приложении к ней силы, а по ее отклонению от исходного состояния измеряется прикладываемая к ней сила. Чувствительные элементы в форме диафрагмы находят наибольшее распространение в измерительных преобразователях давления.

Сит I Цилиндр

Рис. 5,14. Чувствительный элемент цилиндрического типа

Сила

Диафрагма

Рис. Б. 15. Чувствительный элемент диафрагмеиного типа

где прикладываемое усилие создается за счет давления газа или другой среды. Подобные приборы более подробно описываются в гл. 6.

Прочное кольцо как элемент измерительного преобразователя силы (рис. 5.16) может быть круглым или

Сила

Прочное кольиа

Рис. Sjie. Чувствительный элемент в форме прочного кольца

Ротор

Даттк

Рис. 5.17. Принцип действия импульсного тахометра

прямоугольным (в этом случае оно называется испытательной рамкой). Прикладываемое усилие искажает форму кольца, а по степени искажения определяется значение силы.

Скорость

Преобразователи этого типа используются для измерения линейной или углово! скорости. Измерители угловой скорости являются, как правило, электромагнитными устройствами и называются тахометрами. Тахометры электрооптического типа называются стробоскопами. Линейная скорость определяется обычно косвенным методом путем преобразования линейной скорости во вращение маховика или шестеренки. Затем угловая скорость измеряется с помощью углового измерительного преобразователя. Непосредственное определение линейной скорости обеспечивается электромагнитными преобразователями с малым перемещением чувствительного элемента либо бесконтактным доплеровским микроволновым, радиолокационным преобразователем. Ранее рассмотренные приборы, регистрирующие приращения, также могут быть использованы в качестве измерительных преобразователей скорости: частота следования импульсов от соответствующих чувствительных сегмелтов будет пропорциональна скорости. • .

Импульсные тахометры

Наиболее распространенным способом преобразования является такой, в котором приемная катушка известной конструкции позволяет определять частоту вращения вала. Обычно такой вал выполняется с выемками или выступами, образуя тем самым шестеренчаг тое колесо (рис. 5.17). Когда выступ или выемка проходит через приейную катушку, изменяется выходное напряжение. Подсчет изменений выходного напряжения в течение определенного временного интервала и дает Значение угловой скорости.

В импульсных тахометрах могут быть использованы, например, эффект Холла, индуктивные вихревые токи, оптические явления (в преобразователях приближения), но наиболее распространенным является электромагнитный принцип.

Ферромагнитный ротор с воспринимающим элементом выполняется здесь в виде постоянного магнита или катушки. Магнит создает магнитное поле вокруг чувствительного элемента. Когда зубец ротора пересекает поле, изменяется магнитный поток и индуцируется ЭДС