Устройство для измерения статического усилия

Устройство для измерения статического усилия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: устройство содержит чувствительный элемент 1, выполненный в виде электропроводного стержня, охваченного зарядовой обкладкой 8. Зарядовая обкладка выполнена в виде спирали, последний виток которой замкнут на себя, и подключена к преобразователю электрического заряда. Между чувствительным элементом 1 и зарядовой обкладкой 8 установлена кольцевая изолирующая прокладка 3. Устройство защищено экраном 9. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 1 1/00

ГОСУДАРСТВЕН ЫЙ,КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4799095/10 (22) 05.03,90 (46) 07.09.92. Бюл. N 33, (71) Институт горного дела CG АН СССР (72) М,В.Курленя, Г.Б.Кирсанов, В.И.Клишин, Х,Б.Ткач и В.В.Трубицын (56) 1.Бауманн Э. Измерение сил электрическими методами. М.: Мир, 1978, с, 207, 2.Нуберт Г.П. Измерительные преобразователи неэлектрических величин. Л.: Энергия, 1970, с. 312-313, рис. 4-164, табл.. 4-6-2.

Изобретение относится к области измерения статического усилия в различных областях техники.

Известно устройство для измерения силы, сущность работы которого в там, чта преобразуется сила в электрический c«гнал, представляющее собой резисторный датчик с потенциометрической схемой, содержащей упругий элемент с расположенным внутри него множительным механизмом, выполненным в виде стойки, жестко закрепленной на корпусе упругого элемента, рычага, малым плечом шарнирно соединенного с упругим элементом, а большим плечом контактирующего с преобразователем деформации упругого элемента (11. Недостатком известной конструкции является низкие точность и надежность измерения, вызываемые ступенчатым изменением сопротивления резистора, нестабильностью переходного сопротивления контакта и „трением между контактом и резистором, Я2 1760382 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ CThТИЧЕСКОГО УСИЛИЯ (57) Сущность изобретения: устройства содержит чувствительный элемент 1, выполненный в виде злектаопровадного стержня, охваченного зарядовой обкладкой 8, Зарядовая обкладка выполнена в виде спирали, последний виток которой замкнут на себя, и подключена к преобразователю электрического заряда. Между чувствительным элементам 1 и зарядовой обкладкой 8 установлена кольцевая изолирующая прокладка 3. Устройство защищено экраном 9. 6 ил.

Известного устройство для измерения динамической силы. содержащее установленный на основании чувствительный элемент, охватывающие разомкнутые зарядовые обкладки, вокруг KQTopb!x установлен экран, при этом для измерения параметров обкладки соединены с преобразователем электрического заряда, выход которого подключен к измерительному прибору (2). В качестве преобразователя электрического сигнала используется акселерометр, преобразующий ускорение в электрический сигнал, что предопределяет область применения — измерение динамических усилий. Недостатком известного устройств. является невозможность замера статического усилия, Целью изобретения является обеспечения замера статического усилия при одновременном упрощении операции по замеру.

Это достигается за счет того, что в устройство для измерения статического усилия, содержащее установленный на а" новании

1760382 чувствительный элемент, охватывающие его разомкнутые зарядовые обкладки, вокруг которых установлен экран, при э-ом зарядовые обкладки соединены с п реобразователем электрического заряда, выход которого подключен к измерительномуу прибору, введена изолирующая прокладка, установленная между чувствительным элементом, выполненным в виде электропроводного стержня, и зарядовой обкладкой, выполненной в виде спирали, последний виток которой замкнут на себя.

Такое выполнение устройства упрощает операции по процессу замера, повышает точность замера и обеспечивает замер статического усилия.

На фиг. 1 иллюстрирует принцип рабаты устройства; на фиг. 2 показано устройство для измерения величины статического усилия с кольцевой разомкнутой зарядовой обкладкой; на фиг.3 — то же устройство с зарядовой обкладкой, выполненной в виде спирали; на фиг. 4 — поперечный разрез устройства на фиг. 3; на фиг. 5 — устройство с зарядовой обкладкой. выполненной в виде спирали, последний виток которой замкнут сам на себя; на фиг. 6 — электрическая схема измерения электростатического заряда.

Устройство для измерения статического заряда содержит станину 2 с установленным на ней стержнем 1, служащим датчиком г ри измерении, вокруг стержня 1 с зазором

4 монтируют кольцевой изолятор 3, выполненный из электрического материала, который охватывает зарядовая обкладка 5, выполненная не замкнутой. Последняя соединена с приемником 6 электростатического заряда, при этом соединение может быть осуществлено через экранируемый проводник 7. Обкладка 5 может быть выполнена в виде спирали 8 (фиг. 3-5). В этом случае последний виток спирали 8 замкнут сам на себя (фиг. 5}. Электрическая. схема измерения электростатического заряда, приведенная на фиг.6, содержит мост постоянного тока, состоящий и элементов Т1, Т2, Вз, R< и

R5. В диагональ питания моста через выключатель Вк1 включен источник питания, а в измерительную диагональ моста включен измерительный прибор. Т1 и Tz — полевые транзисторы типа КП805И с зарядовой связью затвора, которые можно разрядить на корпус прибора через резисторы R > и Rz и ВК2. Позицией 9 обозначен экран.

Принцип работы устройства для измерения статической силы.

При нажатии на стержень — датчик 1 силой Р происходит продольная его деформация. в результате которой образуется ста5 фиксирует его величину, Как показали эксГ$ 0

45 1. Изменяя силу Р, приложенну:о к стержня, получают изменение тока в измерительной

25 тический заряд на поверхнос ги стержня 1, Одновременно он же образуется на кольцевой обкладке 5, и через проводник 7 приемник 6 электростатического заряда перименты, величина статического заряда пропорциональна прикладываемому статическому усилию. По показанию приемника электростатического заряда и определяют величину статической силы, приложечной к стержню-датчику 1.

Целесообразно использовать кольцевую зарядовую обкладку 5 в виде спирали 8 (фиг. 3,4,5), В этом случае происходит усиление сигнала, подаваемого на приемник электростатического заряда. При выполнении устройства со спиралью (фиг.5), последний виток которой замкнут сам на себя, повышается точность измерения, так как óoтройство изогируется от влияния внешней среды. Экраном при этом служит последний виток спирали 8, Электрическая схема работает слсдующим образом. Затворы Т1 соединяются с корпусом, а Т2 — с кольцевым проводником.

Транзисторы Т1 и Tz включены по схеме усилителя мощности. (истоковый повторитель), Выключателем Вк2 снимаются "аряды с затворов транзисторов Т1 и Т, Мост балансируется с помощь.о Rp, Так KRK HB затворе Т1 нулевой заряд (затвор присоединен к корпусу), то сопротивление перехода оттоксток заряда принимает величину, соответствующую нулевому заряду затвора. Затвор Т2 предварительно разряжается на корпус через Rz, Вк2, Балансируя мост сопротивлением Ra, добиваются нулевого тока ь измерительной диагонали моста. Стрелка микроамперметра устанавливается на отметку "0", т.е. посредине шкалы.

При нагружении стержня t силой Р снимают пбказания с измерительного прибора в связи с накоплением заряда на стержне диагонали моста, причем зависимость изменения заряда на сьемном электроде пропорциональна веллчлне прикладываемой силы, Применение предлагаемого способа позволяет повысить точность измерения статического усилия при упрощении процесса замера.

Формула изобретения

Устройство для измерения статического усилия, содержащее установленный на основании чувствительный элемент, охватываюшne его разомкнутые зарядовые

1760382 обкладки, вокруг которых установлен экран, при этом зарядовые обкладки соединены с преобразователем электрического заряда, выход которого подключен к измерительному прибору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введена изолирующая прокладка, установленная между чувствительным элементом, выполненным в виде электропроводного стержня, и зарядовой обкладкой, выполнен5 ной в виде спирали, последний виток которой замкнут на себя.

1760382

f7:60382 г б

Составитель В.Курбатова

Техред М.Моргентал Корректор M,Шароши

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, "01

Заказ 3180 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4 5