Датчик усилий
Иллюстрации
Реферат
О П И--C--А-Н И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ пц 46l322
Фввв ббветоиии
Свциалистичееииа
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.06.72 (21) 1799834/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 25.02.75. Бюллетень № 7
Дата опубликования описания 08.04.75 (51) M. Кл. G Oll 1/10
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.781(088.8) (72) Авторы изобретения
Г. М. Кузьмичев и А. Г. Решетов
Тольяттинский политехнический институт (71) Заявитель (54) ДАТЧИК УСИЛИЙ
Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при измерении усилий и других параметров, преобразованных в силу.
Известные кварцевые датчики усилий, содержащие кварцевую пластинку-резонатор, автогенератор и силопередающие элементы, обладают недостаточно высокой точностью из-за несовершенства силопередающих элементов.
Предлагаемый датчик отличается от известных тем, что силопередающие элементы выполнены в виде кварцевых колец, соединенных механически с пластинкой-резонатором.
Это позволяет увеличить точность измерения усилия.
На фиг. 1 изображено устройство чувствительного элемента датчика кварцерезонансного частотного измерительного преобразователя; на фиг. 2 — включение кварцевого резонатора в цепь обратной связи активного четырехполюсника; на фиг. 3 — пример реализации датчика для измерения инерционных усилий, т. е. акселерометра.
Чувствительный элемент датчика состоит из кварцевого резонатора (дисковой или иной формы) 1 среза AT с электродами 2 и 3, расположенными с двух сторон, и двух элементов
4 и 5 для передачи механического усилия или давления. Преобразуемое воздействие прикладывается в направлении, совпадающем с направлением других волн, т. е. по толщине резонатора 1.
5 Кварцевый резонатор включен в цепь обратной связи активного четырехполюсника (см. фиг. 2), образую вместе с ним управляемый по частоте автогенератор.
Для устранения гистерезисных явлений и повышения точности преобразования воздействия в изменение частоты генератора кварцевый резонатор и элементы для передачи воздействий в месте контакта механически соединены или выполнены в виде единого целого
15 из монокристалла кварца с ориентацией кристаллографических осей, обеспечивающей при возбуждении появление упругих высокочастотных сдвиговых колебаний.
20 Силопередающие элементы выполнены в виде кварцевых колец, соединенных механически с пластинкой — резонатором, например, вакуумной пайкой или выполненный с ней за одно целое.
25 На фиг. 2 приведен пример реализации датчика для измерения инерционных усилий, т. е. акселерометра.
На диафрагмах 6 и 7 подвешена масса, состоящая из кварцевых колец 8 и 9 н кварце30 вой пластинки-резонатора 10. На корпусе 11
461322
Фиг.1
Фиг. 2 установлена гайка 12 для создания начальной нагрузки на пластинку-резонатор.
Датчик работает следующим образом.—
В исходном состоянии управляемый кварцевый автогенератор вырабатывает напряжение высокой частоты, определяемой резонансной частотой «свободного», механически не зажатого кварцевого резонатора. При изменении величины измеряемого воздействия вида усилия или давления через элементы, расположенные с двух сторон резонатора, происходит механическое зажатие кварца и изменение его резонансной частоты. Так как кварцевый резонатор определяет частоту генерируемого автогенератором напряжения, она изменяется по закону изменения во времени приложенного к кварцу воздействия. Полученный первичным кварцерезонансным измерительным преобразователем сигнал высокой частоты пода4 ется на вторичную преобразующую аппаратуру (на чертеже не показана).
Эффекты увеличения точности обеспечиваются за счет жесткой связи пластинки-резо5 натора с силопередающими элементами и «освобождения» от усилий центральной активной области кварца, Предмет изобретения
Датчик усилий, содержащий кварцевую пластинку-резонатор с электродами на противоположных гранях, автогенератор и силопередающие элементы, установленные на проти15 воположных гранях, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения усилий, силопередающие элементы выполнены в виде кварцевых колец, соединенных механически с пластинкой-резонатором.
461322
Фиг. 3
Составитель P. Александров
Техред А, Камышникова
Редактор Т. Иванова
Корректор Л. Котова
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 847(10 Изд, № 438 Тираж 902 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5