Датчик силы
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
- Союз- Советскнк
Сощивпнстнческнк республик
< ti993054 (61) Дополнительное к авт. свил-ву{22) Заявлено 03. 09. 81 (21) 3335884/18-10 с присоединением заявки йе(23) Приоритет(5l)M. Кл.
G 01 L 1/10
ГееуаЮетеепвй кемитет
СССР
No ааааа взабретений и атарытик
Опубликовано 30.0I 83. Бюллетень М 4 (53) УДК 531.781 (088.8) Дата опубликования описания 30. 0 I . .83 (72) Авторы изобретения
Л.И.Захарьящев и Н.A.Âîðîáüåâ (j1) Заявитель рязанский радиотехнический институт (54) ДАТЧИК СИЛЫ
1УстройСтво относится к силоизме- . рительной технике и может применяться в качестве динамоме рв, а также о в качестве чувствительного элемента датчиков силы, давления и акселерометров.
Известное устройство содержит пластину; изготовленную из монокрист таФлического пьезоэлектрика, поверхность которой является звукопроводом, о и размещенные на этой пластине преобразователи электрического сигнала в акустическую волну и наоборот (1
Недостатком известного устройства . является хрупкость линии задержки, обусловленная физическими свойствами монокристаллического пьезоэлектрика, а также ограниченный диапазон измерений.
Наиболее близким по технической
20 сущности к предлагаемому является датчик силы на поверхностно-акустических волнах, состоящий из пластины, выполненной из монокристаллического пьезоэлектрика, поверхность которой служит звукопроводом и подложкой для нанесения на нее двух электроакустических преобразователей $2)
Недостаток устройства заключается в ограниченности пределов измерения со стороны малых сил.
Цель изобретения - расаирение диапазона измерения при статическом и динамическом нагружениях.
Поставленная цель достигается тем, что каждый электроакустический преобразователь выполнен в виде полого герметизированного цилиндрического корпуса, внутри которого размещена катувка индуктивности, охватывающая стержень из магнитострикционного материала,, прикрепленный к центру диска, закрывающего один из торцов цилиндрического корпуса, и постоянного магнита, закрепленного на внутренней стенке цилиндрического корпуса, а звуко993054 4 и Диски 3 выполняют функции акустических фильтров., что повышает устойчивость преобразования силы F в часм, тоту.
Использование предлагаемого датй чика позволяет расширить пределы измерения, которые определяются диаметром перемычки, служащей звукопроводом.
Выполнение составных частей устройст 0 ва из металла позволяет повысить устойчивость силочувствительного элеу- . мента к ударным нагрузкам и статииз ческим перегрузкам.
25 провод выполнен в виде металлическо силовоспринимающей перемычки, соеди няющей центры дисков электроакустических преобразователей, а также те что цилиндрические корпуса и диски электроакустических преобразователе выполнены заодно целое с металличес кой силовоспринимающей перемычкой.
На фиг.1 показан датчик, общий вид; на фиг.2 - схема включения дат чика.
Датчик состоит из двух электроак стических преобразователей, каждый которых содержит корпус 1,, крышку 2, металлический диск 3, стержень 4, ка- 5 тушку 5 индуктивности, постоянный магнит 6, выводы 7 катушки и проходные изоляторы 8; Преобразователи соединяются между собой.при помощи перемычки 9. 20
Если по катушке пропускать переменный ток определенной частоты, то в стержне 4, входящем в эту катушку, согласно эффекту Джоуля, возникнут продольные механИческие волны той же частоты. Они вызовут изгибные колебания диска 3, которые, в свою очередь, приведут к возникновению продольных волн в перемычке 9.
Через некоторое время, зависящее 30 от длины перемычки 9, волна, распространяющаяся в ней, достигает диска второго преобразователя и приводит к возникновению в нем изгибных колебаний. Они возбуждают продольные вол- З5 ны в стержне нижнего преобразователя, связанном с этим диском, что приводит, согласно эффекту Виллари, к возникновению переменного тока в катушке. 40
При включении в цепь положительной обратной связи электронного усилителя 1О (фиг.2) и при достаточном ко" эффициенте усиления последнего на его выходе возникают колебания. 45
Под воздействием измеряемой силы
F происходит удлинение перемычки 9, что приводит к увелияению времени задержки и к уменьшению частоты коле" баний. 50
Формула изобрете ния
1. Датчик силы, содержащий два электроакустических преобразователя, соединенных звукопроводом, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения при статическом и динамическом нагружениях, каждый электроакустический преобразователь выполнен в виде полого герметизированного цилиндрического корпуса, внутри которого размещена катушка индуктивности, охватывающая стержень из магнитострикционного материала> прикрепленный к центру диска, закрывающего один из торцов цилиндрического корпуса, и постоянного магнита, закрепленного на внутренней стенке цилиндрического корпуса, а звукопровод выполнен в виде металлической силовоспринимающей перемычки, соединяющей центры дисков электроаку. стических преобразователей.
2. Датчик по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, цилиндрические корпуса и диски электроакустических преобразователей выполнены заодно целое с металлической силовоспринимающей пе" ремычкой.
Источники информации, принятые во внимание при экснертиэе
1. Патент США Н 3863487, кл. 73"71.2, опублик. 1975 °
2. Патент США й" 3878477
:кл. 331-40, опублик. 1975 {прототип).
993054
Составитель В.Годзиковский
Редактор Н.Безродная Техред M. Tenep Корректор Г.Огар еаюеееевееее»
Заказ 443/55 Тираж 871 Подписное
8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
3 13035, Иосква, 3-35, Рауаская наб., д. 4/5
° аааеааОааеаФО Ю
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4