Датчик силы

Датчик силы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(664058

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.11.77 (21) 2542243/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл2.

G 01 L1/22

G01 L 1/04

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 25.05.79. Бюллетень № 19 (53) УДК 531.781 (088.8) Дата опубликования описания 05.06.79. (22) Авторы изобретения

В. P. Санто, Е. В. Шкварников и И. И. Лифанов

Научно-исследовательский и конструкторский институт испытательных машин, приборов и средств измерения масс (71) Заявитель (54) ДАТЧИК СИЛЫ

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в весои силоизмерительной технике.

Известны датчики силы и веса, содержащие звездообразные упругие элементы, ребра которых с расположенными на них тензорезисторами опираются на основание (1).

Эти датчики не обеспечивают требуемой точности измерения, что обусловлено отсутствием их защищенности от действия неизмеряемых нагрузок и малой жесткостью, вследствие использования для измерения силы деформации изгиба и чувствительного элемента, приводящей к его значительным перемещениям под нагрузкой и, следовательно, к появлению паразитных сил и деформаций, снижающих точность измерения.

Известен также датчик силы, содержащий симметричный упругий элемент, расположенный между двумя стержневыми опорами с держателями (2).

Это устройство имеет более высокую точность измерения, благодаря симметричности конструкции и тому, что его чувствительный элемент работает на сдвиг.

Однако и в нем влияние неизмеряемых нагрузок не устранено.

Наиболее близок к предлагаемому изобретению датчик, содержащий упругий элемент с радиальными утопленными в средней части ребрами, концы которых жестко связаны с цилиндрическим основанием, а тензорезисторы, расположенные в утопленной части ребер, воспринимают деформацию сдвига (3).

Однако и этот датчик не обеспечивает требуемой точности измерения, вследствие недостаточной его защищенности от осевого крутящего момента.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Это достигается тем, что упругий элемент датчика выполнен в виде двух расположенных под прямым углом и навстречу друг другу П-образных элементов, боковые стержни каждого из которых соединены с силоприемными опорами пластинами, перпендикулярными продольной оси датчика, и с основаниями другого П-образного элемента ребрами, параллельными оси.

664058

На чертеже изображен предлагаемый датчи к.

Он содержит соосные силопркемные опоры 1; два П-образных упругих элемента, основания 2 каждого из которых при помощи ребер 3 с укрепленными на них тензорезисторами 4 соединены с боковыми стержнями

5 другого П-образного элемента, а концы боковых стержней 5 соединены пластинами 6 со стержневыми опорами 1.

Датчик работает следующим образом.

Измеряемое усилие P прикладывается к стержневым опорам 1 и соответственно к основаниям 2 П-образных элементов.

Вследствие жесткой связи радиальных ребер

3 с основанием и боковыми стержнями 5 противоположных упругих элементов в ребрах 3 возникает деформация сдвига, что воспринимается тензорезисторами 4, расположенными под углом + 45 к продольной оси датчика.

Расположеййе тензорезисторов 4" йод углом + 45 к продольной оси датчика на каждом ребре 3 обусл«овлено тем, что прй приложении измеряемого усилия на ребрах возникает сдвиговое найряжение, в результате чего решетка тензорезистора воспринимает, например, сжимающее напряжение, а решетка, закрепленная под углом 45 в противоположном направлении от оси датчика, воспринимает растягивающее напряжение. Тензорезисторы соединены по мостовой схеме, которые преобразуют деформацию сдвига в электрический сигнал, пропорциональный измеряемой силе.

Поскольку пластины 6 обладают наибольшей жесткостью вдоль плоскостей своего расположения и наименьшей жесткостью в направлении перпендикулярном своим плоскостям, они, не снижая чувствительности датчика, вместе с тем исключают взаимное

" перемещение упругих элементов во всех направлениях, кроме одного — вдоль продольной оси датчика, максимально снижая влияние паразитных сил от крутящего момента, что и обуславливает повышение точности измерения.

Этому же способствует и симметричность конструкции упругого элемента датчика, так как при этом обеспечивается максимальная минерризация его градуировочной характе10 ристики преобразования.

Формула изобретения

Датчик силы, содержащий силоприемные опоры и упругий элемент с радиальными ребрами, на которых закреплены, тензорезисторы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения влияния неизмеряемых нагрузок, упругий элемент выполнен в виде двух расположенных под прямым углом и навстречу друг другу П-образных элементов, боковые стерж— ни каждого из которых соединены с силоприемными опорами пластинами, перпенди23 кулярными продольной оси датчика, и с ос нованиями другого П-образного элемента ребрами, параллельными оси.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3422445, кл. 73-141, 1966.

2. Пате нт Ш вей ца р и и № 502591, кл. G 01 L 1/20, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР № 537267, кл. G 01 1. 1)22, 1976.

664058

Составитель И. Панин

Редактор Л. Гребенникова Техред О. Луговая Корректор И.Муска

Заказ 2982/40 Тираж 1089 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб, д, 4/5

Филиал ПП П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4