Датчик деформаций

Датчик деформаций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. Союз Советских

Социалистических

Рвспубпии 945634 (5! )М. Кл. (Sf) Дополнительноем авт. саид-ву (22)Заявлено 24.12.80 (21) 3221797/25"28 с присоединениехт заявки М (23) Приоритет

G 0l В 7/18

9еудврстюай канвтвт

CCCP вв авлзм кзабрвтеквН в еткуытв1 (53) 3 /K 531.781. .2(088.8) .

Опубликовано 23.07 82. бюллетень J% 27

Дата опубликования описания 25. 07. 82 (72) Авторы изобретения

В. А. Годзиковский, И. И. Лифанов и Е. В. Шкварников ч

3Й

Научно-исследовательский и конструкторс и институт испытательных машин, приборов (7! ) Заявитель и средств измерения масс (54) ДАТЧИК ДЕФОРМАЦИЙ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к тенэометричес; ким датчикам .больших деформаций или перемещений, и может быть использовано при измерении деформаций в условиях воздействия больших давлений сре ды, например, в элементах глубоководных аппаратов.

Известен .датчик деформаций, содержащий корпус с герметиэирующим сильфо ном, упругий элемент в виде плоской консольной балки, закрепленной в кор, пус, тягу в виде стрежня, шарнирно закрепленного в корпусе и соединенного с концом балки, и тензорезисторы, размещенные с обеих сторон на балке (1).

Однако это устройство имеет низкую точность вследствие того, что сильфон, закрепленный на стержне на не-. котором расстоянии от шарнирной опоры, при изменении внешнего давления оказывает различное силовое воздействие на балку, а регулировка чувст2 вительности дахчика к измеряемой деформации возможна лишь в небольшом диапазоне, определяемом предельной длиной тяги.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является датчик деформами" ции, содержащий корпус с герчетизирующей мембраной, упругий элемент в виде консольной балки, закрепленный в корпусе, тягу, соединенную одним

1 концом с упругим элементом и проходящую через центр герметизирующей мембраны, и тензорезисторы, размещенные с обеих сторон на упругом элемен" те (2).

Однако датчик имеет невысокую точ" ность вследствие влияния на показа" ния тензометров усилия от мембраны, возникающего при действии на датчик внешнего давления, а пределы измере-ния деформаций ограничены невозможч ностью регулировки длины тяги.

94563

Цель изобретения — повышение точности и расширение пределов измере ния датчика.

Указанная цель достигается тем, что датчик деформаций, содержащий корпус с герметизирующей мембраной, упругий элемент в виде балки, закрепленный в корпусе, тягу, соединенную одним концом с упругим элементом и проходящую через центр мембраны, и 10 тензорезисторы, размещенные на упругом элементе, снабжен .рычагом с регулируемой изгибной жесткостью, закрепленным на свободном конце тя- ги, балка выполнена за .одно целое с мембраной, сопряжена с ней по нейтральной линии и обоими концами закреплена в корпусе, а тензорезисторы размещены внутри корпуса йа балке.

На фиг. 1 представлен датчик деформаций, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на Фиг. l; на фиг ° 3 разрез Б-Б на Фиг. 1. !

Датчик деформаций содержит кор25 пус 1 с закрепленной на нем герметизирующей мембраной 2 и упругим элементом 3 в виде балки, составляющей одно целое с мембраной 2 и закрепленной обоими концами в корпусе 1, тя", эо гу 4, проходящую через центр мембраны 2 и соединенную тем самым одним концом с серединой упругого элемента 3, рычаг 5 с регулируемой изгибной жесткостью, выполненный в виде упругого па раллелограмма, закрепленный на свободном конце тяги 4, и тензорезисторы 6 и 7 размещенные на упругом элементе 3 внутри корпуса 1.

Крепление датчика к исследуемому объекту 8 осуществляется с помощью деталей 9 и 10, образующих разъемные соединения, например, резьбовые.

Датчик деформации работает следующим образом.

При деформации поверхности объекта 8 расстояние между деталями 9 и. 10 крепления корпуса 1 и рычага 5 изме-. няется, что вызывает появление изгибающего момента на упругом элемен" те 3, величина которого зависит от 50 соотношения жесткостей рычага 5 и упругого элемента 3. Тем самым соз, даются деформации противоположного знака на участках упругого элемен" та 3, на которых размещены тензоре- ss зисторы 6 и 7. Изменение чувствительности датчика достигается за счет изменения геометрических размеров

4 4 рычага 5 путем прилипания по толщине боковых сторон параллелограмма. Так как мембрана 2 сопряжена с элементом

3 по нейтральной линии, воздействие внешнего давления на мембрану приводит к равным деформациям одного и того же знака в зоне размещения тензорезисторов 6 и 7, что не изменяет выходного сигнала моста. Этим обеспечивается повышенная точность измерения.

Предлагаемый датчик деформаций позволяет проводить измерение напряженного состояния конструкций, находящихся в тяжелых условиях эксплуатации, например, морских стояков плавучих полупогружных буровых установок, станин прессов и других машин для обработки материалов давлением,элементов сооружений в гидротехническом строительстве и других подобных объектов. Возможность регулировки пределов измерения позволяет решать все задачи одной конструкцией датчика, что существенно с точки зрения преемственности и сопоставимости результатов измерений, а также opràíèçàöèè серийного производства датчика.

I

Использование изобретения позволит получить большой экономический эффект в народном хозяйстве;

Формула изобретения

Датчик деформаций, содержащий корпус с герметизирующей мембраной, упругий элемент в виде балки, закрепленный в корпусе, тягу, соединенную одним концом с упругим элементом и проходящую через центр мембраны, и тензорезисторы, размещенные на упругом элементе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения пределов измерения, он снабжен рычагом с регулируемой изгибной жесткостью, закрепленным на свободном конце тяги,- балка выполнена за одно целое с мембраной, сопряжена с ней по нейтральной линии и обоими концами закреплена в корйусе, а тензорезисторы размещены внутри корпуса на балке.

И сто чн ик и инфо рма ци и, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 3805600, кл. 6 01 В 7/18, 1971.

2. Патент Франции и 24333741, кл. 501 L 1/22, 1978 (прототип) .

945б34

Составитель H. Тимошенко

Редактор О. Юрковеукая ТехренМ Рейвес Корректор А. Дзятко

Заказ 5312/57 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130Я Москва Ж-Я Раувская наб. g. 4)5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4