Силоизмерительный датчик

Силоизмерительный датчик

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 609985

- <) Т Ф3 - " мй 1Ц (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.05.76 (21) 2363040/18 — 10 с присоединением заявки №

2 (51) М. Кл.

G 01 L 1/22

Государственный комитет

Совета Мнннотров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.06.78, Бюллетень № 21 (53) УДК

531.781 (088.8) (45) Дата опубликования описания15.05.78 (72) Авторы изобретения

Н. А. Фот, А. М. Кучеренко и П. И. Терещенко (71) Заявитель

Институт проблем прочности АН Украинской ССР (54) СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ДАТЧИК

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для измерения сил электрическим методом, и может быть использовано для измерения усилий, например, при механических испытаниях материалов на силонагружающих установках. Такие устройства должны обладать высокой жесткостью и чувствительностью, Известен динамометр, содержащий упругий элемент в виде помещенного в замкнутый корпус полого цилиндра с расположенными на его поверх- 1ð ности тензорезисторами (1).

Динамрметр обладает достаточной жесткостью, Однако чувствительность его мала, так как мала деформация чувствительного элемента под воздействием приложенных усилий. 15

Известен также динамометр, содержащий основание, силопередающий элемент, двухопорный симметрично нагружаемый чувствительный элемент, опирающийся на жесткий уступ (2).Этот динамометр, благодаря реализованной рО в нем рычажной системы увеличения деформации, имеет более высокую чувствительность. Однако ее величина также недостаточна.

Наиболее близким по технической сущности является силоизмерительный датчик, содержащий выполненные за одно целое силовоспринимающий элемент, основание и размещенные между ними уп. рутие элементы в виде встречно расположенных двухопорных балок, связанных с основанием и силовоспринимающим элементом упрутошарнирными опорами, а между собой в средней части — упругим шарниром, и преобразователь деформации упругих элементов в электрический сигнал (3).

В этом датчике наряду с хорошими мегрологическими характеристиками при заданной высокой жесткости малы деформации упругого элемента, что обуславливает его малую чувствительность. Увеличение же деформации упругого элемента уменьшает жесткость датчика

Целью изобретения является повышение чувствительности при сохранении высокой жесткости.

Эта цель достигается тем, что в нем преобра.зователь деформации упругих элементов в электрический сигнал соединен с серединами обеих балок, которые по концам связаны между собой жесткими уступами, выполненными за одно целое с ними.

На чертеже приведен силоизмерительный датДатчик состоит из силовоспринимающего элемента 1 со сферическим выступом 2, основания 3

609985

ЦНИИПИ Заказ 2998/Э1 Тираж 1112 Подписное

Силиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и расположенных между ними упругих элементов в виде двух параллельных и встречно расположенных двухопорных балок 4. Балки 4 размещены перпендикулярно относительно направления прикладываемых усилий P и ограничены тремя прямоугольными сквозными отверстиями. Два крайних отверстия 5 узкие и ограничены от боковых сторон эле-, I мента 1 q основания 3 тонкими перемычками — упругими шарнирами 6. Штина среднего отверстия 7 достаточна для размещейия в поперечном сечении

его преобразователя 8 деформации, а длина его превышает ширину силовоспринимающего элемента 1 и основания 3. К боковым поверхностям балок 4 примыкают уступы 9, являющиеся продолжением балок 4 и симметрично расположенные по обе стороны от них. Преобразователь 8 деформации соединяет середины обеих балок 4 и представляет собой предварительно натянутую упругую пластинку 10 с наклеенными на ней тензорезисторами 11, включенными в электрическую схему (на чертеже не показана).

Силовоспринимающий элемент 1, основание 3, двухопорные балки 4, уступы 9 и упругие шарниры 6 выполнены за одно целое в виде плиты.

Силоизмерительный датчик работает следующим образом.

При приложении измеряемой нагрузки P к элементу 1 прогибаются балки 4. Под воздействием прогиба балок 4 уменьшается натяжение упругой пластинки 10 и деформация наклеенных на ней тензорезис- 811 торов 11, с которых снимается электрический сигнал, пропорциональный измеряемой нагрузке P.

Благодаря тому, что расстояние между шарниром 6 и уступом 9 меньше, чем расстояние между серединой балки и уступом 9, перемещение середины бал- З

2 ки при воздействии нагрузки P больше, чем перемещение элемента 1. Это обуславливает высокую чувствительность силоизмерительного датчика при сохранении его, высокой жесткости. Повышению чувствительности сгтособствует также выполнение уступов с большой жесткостью и использование, двух двухопорных балок с расположенным между их серединами преобразователем перемещения в электрический сигнал.

Формула изобретения

Силоизмерительный датчик, содержащий выполненные за одно целое силовоспринимающий элемент, основание, размещенные между ними упругие элементы в виде встречно расположенных двухопорных балок, связанных с силовоспринимающим элементом и основанием упругими шарнирами, и преобразователь деформации упругих элементов в электрический сигнал, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности при сохранении высокой жесткости, преобразователь де. формации упругих элементов в электрический сит. нал соединен . с серединами обеих балок, которые * по концам связаны между собой жесткими уступами, выполненными за одно целое с ними.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР Р 455253, кл. G 01 1 1./22, 1973.

2. Патент ФРГ У 1125203, кл. 42 к 7/05, 1962.

3. Авторское свидетельство СССР N 409093, кл. G 01 1 1/22, 1973.