RU2494361C1 - Device for measuring tension of flexible long items - Google Patents
Device for measuring tension of flexible long items Download PDFInfo
- Publication number
- RU2494361C1 RU2494361C1 RU2012115324/28A RU2012115324A RU2494361C1 RU 2494361 C1 RU2494361 C1 RU 2494361C1 RU 2012115324/28 A RU2012115324/28 A RU 2012115324/28A RU 2012115324 A RU2012115324 A RU 2012115324A RU 2494361 C1 RU2494361 C1 RU 2494361C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- supports
- central
- central support
- end supports
- measured product
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля и индикации величины натяжения проводов, тросов (тяг, растяжек), различных опор, поперечных связей, буровых вышек, башен, мачт и антенн, а также тягово-тросовых систем различных механизмов без разрыва силовой схемы.The invention relates to measuring equipment and can be used to control and indicate the magnitude of the tension of wires, cables (rods, braces), various supports, cross ties, derricks, towers, masts and antennas, as well as traction systems of various mechanisms without breaking the power scheme.
Известны измерители натяжения тросов, канатов, проводов и т.п. изделий:Known tension meters for cables, ropes, wires, etc. products:
«Устройство для измерения натяжения каната» - авторское свидетельство СССР на изобретение №375502;"Device for measuring the tension of a rope" - USSR author's certificate for the invention No. 375502;
«Устройство для измерения натяжения гибких элементов» - авторское свидетельство СССР на изобретение №540168;"Device for measuring the tension of flexible elements" - USSR copyright certificate for invention No. 540168;
«Устройство для измерения длины, скорости перемещения и натяжения кабеля» - патент РФ на изобретение №2052088;“Device for measuring the length, speed of movement and tension of the cable” - RF patent for the invention No. 2052088;
«Устройство для измерения натяжения троса» - патент РФ на изобретение №2244275.“Device for measuring the cable tension” - RF patent for the invention No. 22424275.
Общей чертой названных устройств является то, что они служат для проведения длительного мониторинга одного объекта измерения, например троса в геофизической скважине, т.е они стационарны и не предназначены для оперативного перемещения на другой объект.A common feature of these devices is that they serve for long-term monitoring of one measurement object, for example, a cable in a geophysical well, that is, they are stationary and are not intended for rapid movement to another object.
Известны также переносные конструкции измерителей натяжения: «Устройство для измерения натяжения проводов и тросов» - патент РФ на полезную модель №82037;Portable constructions of tension meters are also known: “Device for measuring the tension of wires and cables” - RF patent for utility model No. 82037;
«Устройство для измерения натяжения проводов и тросов» - патент РФ на полезную модель №99165;“Device for measuring the tension of wires and cables” - RF patent for utility model No. 99165;
«Устройство для измерения натяжения оттяжек опор воздушных линий электропередачи» - патент РФ на изобретение №2256891."A device for measuring the tension of the guy wires of the supports of overhead power lines" - RF patent for the invention No. 2256891.
Однако указанные переносные измерители предусматривают проведение процедуры измерения диаметра троса перед определением силы натяжения.However, these portable meters provide for the procedure for measuring the diameter of the cable before determining the tension force.
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является «Устройство для измерения натяжения троса или провода» - патент РФ на полезную модель №88145 патентообладателя Орлова С.М., включающее чувствительный элемент со встроенным тензодатчиком. На одном конце балки закреплена неподвижная опора, на другом - подвижная. Между концевыми опорами имеется неподвижная центральная опора типа «эксцентрик» со шкалой диаметров троса. Тензодатчик вмонтирован в конструкцию балки в районе концевой неподвижной опоры. К балке посредством кабеля присоединен измерительный блок в виде микроконтроллера.The closest analogue to the claimed invention is a "Device for measuring the tension of a cable or wire" - a RF patent for utility model No. 88145 of the patent holder Orlov SM, including a sensitive element with a built-in strain gauge. A fixed support is fixed at one end of the beam, and movable at the other. Between the end supports there is a fixed central support of the "eccentric" type with a scale of cable diameters. The load cell is mounted in the beam structure in the region of the end fixed support. A measuring unit in the form of a microcontroller is connected to the beam via a cable.
Однако, вышеназванное устройство, как большая часть вышеописанных изобретений, требует предварительного определения диаметра (толщины) измеряемого изделия, что увеличивает время измерения и, что важнее, ведет к возникновению дополнительных погрешностей.However, the above-mentioned device, like most of the above-described inventions, requires a preliminary determination of the diameter (thickness) of the measured product, which increases the measurement time and, more importantly, leads to additional errors.
Задачей изобретения является повышение точности измерения силы натяжения гибких длинномерных конструкций при одновременном упрощении процесса измерения.The objective of the invention is to improve the accuracy of measuring the tension force of flexible long structures while simplifying the measurement process.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в устройстве для измерения натяжения гибких длинномерных изделий, включающем блок обработки, индикации и хранения информации, размещенный в протяженной балке со встроенным чувствительным элементом в виде тензодатчика и с тремя опорами - центральной и концевыми, рычажный элемент для создания изгиба измеряемого изделия, введен фиксатор положения на измеряемом изделии, при этом фиксатор и рычажный элемент установлены на центральной опоре, выполненной подвижной в направлении, перпендикулярном продольной оси, и с возможностью рабочего контакта центральной и концевых опор с измеряемым изделием по одну сторону от его продольной оси, а концевые опоры выполнены неподвижными.The essence of the claimed invention lies in the fact that in the device for measuring the tension of flexible long products, including a processing unit, display and storage of information, located in an extended beam with a built-in sensing element in the form of a strain gauge and with three supports - central and end, a lever element to create bending of the measured product, a position lock is introduced on the measured product, while the latch and the lever element are mounted on a central support made movable in the direction of perp dicular to the longitudinal axis, and with the possibility of working contact of the central and end supports with the measured product on one side of its longitudinal axis, and the end supports are fixed.
Кроме того, заявляется также устройство с вышеописанными признаками, в котором фиксатор выполнен в виде скобы с винтовым прижимом.In addition, also claimed is a device with the above features, in which the latch is made in the form of a bracket with a screw clamp.
Заявляется также устройство с вышеописанными признаками, в котором центральная и концевые опоры имеют форму желоба, ориентированного вдоль устройства и выполненного с полукруглым профилем.A device with the above-described features is also claimed, in which the central and end supports are in the form of a groove oriented along the device and made with a semicircular profile.
Заявляется также устройство с вышеописанными признаками, в котором протяженность центральной опоры равна сумме протяженностей концевых опор.A device with the above-described features is also claimed in which the length of the central support is equal to the sum of the lengths of the end supports.
Технический результат заключается в возможности измерения усилия натяжения без предварительного измерения диаметра (толщины) измеряемого изделия за счет контакта концевых и центральной опор с поверхностью изделия с одной от его продольной оси стороны. Это не только сокращает время, затрачиваемое на процесс измерения, но и уменьшает общую - суммарную погрешность измерения. Одновременно это повышает надежность работы измеряемых изделий и уменьшает вероятность возникновения аварийных ситуаций. Перечисленные преимущества приводят к повышению экономии времени и других ресурсов за счет упрощения процесса измерения и повышения его точности.The technical result consists in the possibility of measuring the tension force without first measuring the diameter (thickness) of the measured product due to the contact of the end and central supports with the surface of the product from one side of its longitudinal axis. This not only reduces the time spent on the measurement process, but also reduces the total - the total measurement error. At the same time, it increases the reliability of the measured products and reduces the likelihood of emergency situations. These advantages lead to increased savings in time and other resources by simplifying the measurement process and increasing its accuracy.
Заявляемое изобретение поясняется с помощью чертежей.The invention is illustrated using the drawings.
На Фиг.1 изображено устройство в исходном состоянии после фиксации на измеряемом изделии (тросе); на Фиг.2 - в рабочем состоянии. На Фиг.3 - направление сил в рабочем состоянии.Figure 1 shows the device in its original state after fixing on the measured product (cable); figure 2 - in working condition. Figure 3 - direction of forces in working condition.
На Фиг.1, 2 позициями 1-7 обозначены:In figure 1, 2 positions 1-7 are indicated:
1 - блок обработки, индикации и хранения информации;1 - block processing, display and storage of information;
2 - балка со встроенным чувствительным элементом;2 - beam with built-in sensing element;
3 - центральная опора; 4,5 - концевые опоры;3 - central support; 4,5 - end supports;
6 - рычажный элемент;6 - lever element;
7 - фиксатор.7 - latch.
Заявляемое устройство для измерения натяжения гибких длинномерных изделий включает блок 1 обработки, индикации и хранения информации, размещенный внутри протяженной балки 2 со встроенным чувствительным элементом в виде тензодатчика в предусмотренной и сформированной для этого полости. В качестве блока 1 обработки, индикации и хранения информации может быть использован электронный блок названных назначений, конструируемый по принципам, изложенным в технической литературе (П. Хоровиц, У.Хилл Искусство схемотехники, «Мир», 1993; Ж. Аш и др. Датчики измерительных систем «Мир», 1992, т.1, с.18 и др.). В качестве блока 1 обработки индикации и хранения информации могут быть также использованы готовые устройства, например, весовой контроллер VT400 фирмы Vishay (http://www.vishaymg.com) или аналогичный ему. Балка 2 выполнена с тремя опорами - центральной 3 и концевыми 4, 5. Центральная опора 3 выполнена подвижной в направлении, перпендикулярном продольной оси, с возможностью рабочего контакта центральной 3 и концевых опор 4,5 с измеряемым изделием по одну его сторону от продольной оси. Концевые опоры 4,5 выполнены неподвижными. Устройство также включает рычажный элемент 6 для создания изгиба измеряемого изделия и фиксатор 7. Рычажной элемент 6 и фиксатор 7 установлены на центральной опоре 3.The inventive device for measuring the tension of flexible long products includes a
В частном случае устройство может быть выполнено с фиксатором 7, например, в виде скобы с винтовым прижимом. Центральная 3 и концевые 4, 5 опоры могут быть выполнены в форме желоба, ориентированного вдоль устройства и выполненного с полукруглым профилем.In the particular case, the device can be made with a
Заявляемое устройство работает следующим образом: включают питание и подготавливают к работе блок 1 обработки индикации и хранения информации. Поворачивают рычажный элемент 6 в крайнее правое положение. Устанавливают зазор между центральной опорой 3 и фиксатором 7, превышающий по величине диаметр (толщину) измеряемого изделия. При выполнении фиксатора в виде скобы с винтовым прижимом данное действие производят путем вращения против часовой стрелки рукоятки винтового прижима фиксатора 7. Помещают между центральной опорой 3 и фиксатором 7 измеряемое изделие. Зажимают измеряемое изделие между центральной опорой 3 и фиксатором 7. В этом случае данное действие производят путем вращения по часовой стрелке рукоятки винтового прижима фиксатора 7. Поворачивают рычажный элемент 6 в крайнее левое положение, обеспечивая изгиб измеряемого изделия. Данное положение рычажного элемента 6 соответствует положению измерения усилия натяжения гибкого длинномерного изделия. Считывают с индикатора блока 1 обработки, индикации и хранения информации результат измерения.The inventive device operates as follows: turn on the power and prepare for
Заявляемое устройство было изготовлено и апробировано на одном из предприятий города Саратова.The inventive device was manufactured and tested at one of the enterprises of the city of Saratov.
При этом для уменьшения деформации измеряемого изделия при его контакте с опорами, каждая из них была выполнена в виде желоба, ориентированного вдоль устройства и выполненного с полукруглым профилем. По сравнению с роликом, используемым в наиболее близком аналоге, площадь контакта опоры и измеряемого изделия существенно увеличилась, снизив удельное давление опоры на измеряемое изделие. Кроме этого, протяженная форма контактной поверхности уменьшила влияние на точность измерения натяжения неравномерности поперечного сечения измеряемого изделия в виде троса или каната, скрученного из толстых нитей, вдоль его продольной оси.Moreover, to reduce the deformation of the measured product when it is in contact with the supports, each of them was made in the form of a groove oriented along the device and made with a semicircular profile. Compared with the roller used in the closest analogue, the contact area of the support and the measured product has increased significantly, reducing the specific pressure of the support on the measured product. In addition, the extended shape of the contact surface reduced the influence on the measurement accuracy of the tension of the non-uniform cross section of the measured product in the form of a cable or rope twisted from thick threads along its longitudinal axis.
Следует также отметить, что давление на измеряемое изделие, создаваемое центральной опорой, равно сумме давлений, создаваемых каждой из концевых опор. При равенстве длин всех трех опор деформация троса в зоне центральной опоры будет больше, чем в зоне любой из концевых опор. Это приведет к увеличению погрешности измерения натяжения. Поэтому для равномерного распределения давления на трос со стороны всех трех опор оптимальным является соотношение, при котором длина центральной опоры равна сумме длин концевых опор. Приведенное выше соотношение сил давления на трос со стороны опор вытекает из условия равновесия системы тел, находящихся в контакте друг с другом. Данное условие состоит в том, что сумма всех действующих на тело сил для его равновесия равна нулю (X. Кухлинг. Справочник по физике. «Мир». 1982 г., стр.35, Д. Берд. Физика. От теории к практике. «Додека», 2006 г., стр.65, К. Суорц. Необыкновенная физика обыкновенных явлений. «Наука». 1986 г., т.1, стр.88).It should also be noted that the pressure on the measured product created by the central support is equal to the sum of the pressures generated by each of the end supports. If the lengths of all three supports are equal, the deformation of the cable in the zone of the central support will be greater than in the zone of any of the end supports. This will lead to an increase in the measurement error of the tension. Therefore, for a uniform distribution of pressure on the cable from the side of all three supports, the optimal ratio is when the length of the central support is equal to the sum of the lengths of the end supports. The above ratio of the pressure forces on the cable from the side of the supports follows from the equilibrium condition of the system of bodies in contact with each other. This condition is that the sum of all the forces acting on the body for its equilibrium is equal to zero (X. Kuhling. Handbook of Physics. "World". 1982, p. 35, D. Bird. Physics. From theory to practice. "Dodeca", 2006, p. 65, K. Suorts. Unusual physics of ordinary phenomena. "Science". 1986, vol. 1, p. 88).
Для системы тел, состоящей из трех опор - центральной, первой концевой, второй концевой и измеряемого изделия - троса, находящегося с ними в контакте, условие равновесия состоит в том, что на центральную опору действует сила натяжения троса Fн1, направленная вдоль троса, в направлении первой опоры и сила натяжения Fн2, направленная вдоль троса, в направлении второй опоры см. Фиг.3.For a system of bodies consisting of three supports - the central, first end, second end and measured product - the cable in contact with them, the equilibrium condition is that the cable tension force F n1 , directed along the cable, acts on the central support, in the direction of the first support and the tension force F n2 , directed along the cable, in the direction of the second support, see Figure 3.
Каждая из этих сил имеет проекцию на ось X (Fн1Sinά и Fн2Sinά) и проекцию на ось Y (Fн1Cosά и Fн2Cosά). При этом в соответствии с третьим законом Ньютона сила давления центральной опоры на трос - реакция центральной опоры Rцоп равна и противоположна по направлению силе давления троса на центральную опору, иными словами Rцоп=Fн1Sinά+Fн2Sinά. В то время, как реакция каждой из концевых опор равна только проекции на ось X силы натяжения троса, направленной в ее сторону от центральной опоры (R1оп=Fн1Sinά или R2оп=Fн2Sinά).Each of these forces has a projection onto the X axis (F н1 Sinά and F н2 Sinά) and a projection onto the Y axis (F н1 Cosά and F н2 Cosά). Moreover, in accordance with Newton’s third law, the pressure force of the central support on the cable - the reaction of the central support R cp is equal and opposite in direction to the pressure force of the cable on the central support, in other words R cc = F n1 Sinά + F n2 Sinά. While the reaction of each of the end supports is equal only to the projection onto the X axis of the cable tension force directed in its direction from the central support (R 1op = F n1 Sinά or R 2op = F n2 Sinά).
Условие равновесия по оси X выражается соотношением ΣFx=0 или Rцоп-Fн1Sinά-Fн2Sinά=0, а условие равновесия по оси Y выражается соотношением Σ Fy=0 или Fн1Cosά-Fн2Cosά=0.The equilibrium condition of X axis is expressed by ΣF x = 0 or R CSC -F H1 Sinά-F 2n Sinά = 0, a condition of equilibrium on the axis Y is expressed by Σ F y = 0 or F H1 Cosά-F 2n Cosά = 0.
Их условия равновесия по оси X следует, что сила давления центральной опоры на трос равна сумме сил давления на него любой из концевых опор. По этой причине, с точки зрения равномерности распределения давления на трос со стороны опор, его длина должна быть равна сумме длин концевых опор.Their equilibrium conditions along the X axis imply that the pressure force of the central support on the cable is equal to the sum of the pressure forces on it of any of the end supports. For this reason, from the point of view of the uniform distribution of pressure on the cable from the side of the supports, its length should be equal to the sum of the lengths of the end supports.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012115324/28A RU2494361C1 (en) | 2012-04-17 | 2012-04-17 | Device for measuring tension of flexible long items |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012115324/28A RU2494361C1 (en) | 2012-04-17 | 2012-04-17 | Device for measuring tension of flexible long items |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2494361C1 true RU2494361C1 (en) | 2013-09-27 |
Family
ID=49254128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012115324/28A RU2494361C1 (en) | 2012-04-17 | 2012-04-17 | Device for measuring tension of flexible long items |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2494361C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU188631U1 (en) * | 2019-02-13 | 2019-04-18 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная компания "Геоэлектроника сервис" | Rope Tension Sensor |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU714184A1 (en) * | 1975-11-10 | 1980-02-05 | Рязанский Филиал Государственного Проектно-Технологического И Экспериментального Института Оргстанкинпром | Device for investigating flexible coupling tension |
RU2256891C1 (en) * | 2003-12-10 | 2005-07-20 | ОАО "Инженерный Центр ЕЭС" | Arrangement for measuring of tension of stays of supports of air lines of electricity transmission |
RU88145U1 (en) * | 2009-07-16 | 2009-10-27 | Сергей Михайлович Орлов | DEVICE FOR MEASURING ROPE OR WIRE TENSION |
RU99165U1 (en) * | 2010-05-05 | 2010-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения | DEVICE FOR MEASURING TENSION OF WIRES AND ROPES |
-
2012
- 2012-04-17 RU RU2012115324/28A patent/RU2494361C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU714184A1 (en) * | 1975-11-10 | 1980-02-05 | Рязанский Филиал Государственного Проектно-Технологического И Экспериментального Института Оргстанкинпром | Device for investigating flexible coupling tension |
RU2256891C1 (en) * | 2003-12-10 | 2005-07-20 | ОАО "Инженерный Центр ЕЭС" | Arrangement for measuring of tension of stays of supports of air lines of electricity transmission |
RU88145U1 (en) * | 2009-07-16 | 2009-10-27 | Сергей Михайлович Орлов | DEVICE FOR MEASURING ROPE OR WIRE TENSION |
RU99165U1 (en) * | 2010-05-05 | 2010-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения | DEVICE FOR MEASURING TENSION OF WIRES AND ROPES |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU188631U1 (en) * | 2019-02-13 | 2019-04-18 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная компания "Геоэлектроника сервис" | Rope Tension Sensor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20160245711A1 (en) | Load Transducer and Force Measurement Assembly Using the Same | |
CN103983197B (en) | Wide-range fiber bragg grating displacement sensor and measuring method | |
CN202403676U (en) | Calibration system for fiber Bragg grating strain sensor | |
CN204666090U (en) | A kind of comprehensive strain monitoring system being applicable to builder's jack | |
Nasution et al. | Experimental and finite element analysis of fatigue strength for 300 mm2 copper power conductor | |
US9441941B2 (en) | Deformation measurement sensor for measuring pressure and shearing force and structure therefor | |
WO2016209099A1 (en) | Method for measuring the displacement profile of buildings and sensor therefor | |
RU2494361C1 (en) | Device for measuring tension of flexible long items | |
RU88145U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING ROPE OR WIRE TENSION | |
CN110160492B (en) | Method and device for monitoring inclination of power transmission tower | |
NL2037339A (en) | Automatic calibration device and method for substrate-type fiber bragg grating strain sensor | |
CN205000992U (en) | System for high accuracy on -line monitoring shield tunnel is wrong on a large scale | |
CN102706499A (en) | Cable tension measurement method and device thereof for vertically downward unwinding type winch | |
CN102607456A (en) | Measuring device for pipe radian | |
CN103353365A (en) | Point-contact pin-type force sensor | |
CN100549619C (en) | Detect the method for flatness of magnesium alloy section bar after tensile straightening | |
CN105984773A (en) | Rope load detecting device for detecting total load of multiple ropes of elevator | |
CN113324632B (en) | Optical fiber weighing sensor | |
CN210570636U (en) | Sensitization type fiber grating inclinometer | |
CN207866237U (en) | Beam type obliquity sensor | |
CN203069312U (en) | Optical-fiber grating wind-pressure sensor | |
Hrabovsky et al. | Laboratory device for checking the functionality of the elevator rope sensors | |
CN202485641U (en) | Pipe radian measuring device | |
CN202795839U (en) | Experimental device capable of measuring Young modulus | |
CN110095269A (en) | Duplex dynamic search hydraulic steel gate hoisting capacity condition monitoring device |