Трехкомпонентный измеритель усилия
ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УСИЛИЯ, содержащий корпус, нагрузочные элементы, силопреобразуйщие звьнья с злектрода1«1, которые через блок преобразования подключены к индикатору , отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения за счет исключения гистерезиса , силопреобразующие звенья снабжены уголковыми держателями, два силопреобразующих звена выполнены в виде пластинчатых, а два других - в виде щелевых кварцевых резонаторов , вершины пластинчатых резонаторов пропущены через отверстия щелевых резонаторов, уголковые держатели прикреплены к двум парам противоположно расположенных вершин пластинчатых и четырем парам противоположно расположенных вершин щелевых резонаторов, а силочувствитель (П ные оси силопреобразующих звеньев расположены по их диагоналям.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
MQ%f5O«
РЕСПУБЛИК ((9) ((i) (51) 4 С
ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И АВТОРСКОМУ, СВИДЕТЕЛЬСТВУ
lt
«\ «Чюй(j н .
ill
1 (21> 3755462/24-10. (22) 25.06.84 (46) 07.11.85.Бюп. Ф 41 (71) Научно-исследовательский и кон структорский институт испытательных машин, приборов и средств измерения масс "НИКИМП" (72) Е.И.Новиков (53) 531. 781 (088. 8) (56) Бауманн Э. Измерение сил электрическими методами. -M. Мир, 1978, с.292.
Авторское свидетельство СССР
Ф 1062537, кл. G 01 L 5/16, 1983. (54)(57) ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ
УСИЛИЯ, содержащий корпус, нагруэочные элементы, силолреобраэующие звенья с электродам, которые через блок преобразования подключены к индикатору, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения эа счет исключения гистерезиса, силопреобразующие звенья снабжены уголковыми держателями, два силопреобразующих звена выполнены в виде пластинчатых, а два других — в виде щелевых кварцевых резонаторов, вершины пластинчатых резонаторов пропущены через отверстия щелевых резонаторов, уголковые держатели прикреплены к двум парам противоположно расположенных вершин пластинчатых и четырем парам противоположно расположенных вершин щелевых резонаторов, а силочувствительные оси силопреобразующих звеньев расположены по их диагоналям.! !902!6! забр(?rerrife относится к силоизм«jb;ITельп<3й технике, а именно к тех-!!о 10!??
1?.: >?: ? (?обр теш?я — понышение точг:.;1.?м рг-: н?? я за счет исключения !О г . р .зп.,>! с??ижепие массы уст>i « i;3a.
IIQ ф?? г. изображена конструктив. .;:1 ."..;;.iQ предлагаемого измерителя, 13??д « :03 у; ??л фиг. 2 — сечение Л-А . 1 -»?1?, 8 — 1?пеп?ний ппд
?1. ер? "P: ь ус?137.1 I содержит две
;?л,, "«Г>разую i.>èõ з?зеньев !f 2, 33:.1)??0т и и;i!Ie щеле вь>х пла. ц! и .> ых резонаторов, а
>; орые — ?: нпд» ? ?лас п>пчатых квар—
»?.?". (3i QîiiQ горов, силочуBcòâè r Bifl> " всех четырех резонаторов
Uj) >!1!,и?!ц ? 1< > l! х диагоналяи, 13е — 25, ы 2 (ваl.ми ?3«j)L>?? IIrQMII EJCTBDJEQ—
PPзанQ I 0PE>i I vI 03lrI< —
?)ы.;i,;:: Q Tел?1 3, 1?(3 в??ешпих сторо—
;:.o i >)E..i:< уста новлены нагрузочные
;?е:: 3 1; 4, попарно скрепля?от проти- 317 ,.o,i<>.i(.,!;;?ь в:: j);!Ilf lib? щелевых и пластин-?л г??х: lp!;vâbi!< резонаторов, цент,:::?>:;"1«з 3пы которых снабжены элек.> р ),1.?м?: .: . 1!?«левые rr пластиичатые
,?3,?р: «:3..»cз.)наторы 1 ir 2, скреп35 у; о.?каны.?и держателями 3, ?л.:". -.::. орпус 6, вывоз?ненныи в, "е ., о.; зчк? в форме куба. Б среза???
iii!1е: j)(. ?о>! лц ор013 1 подключены к уси8 i «рвай группы. Электроды
i> l < 3»!? 117 ых к??лР??е?3ых PEE301IQTo—
2 ??«,!«oедi! i p?Ibi к усилителям 9
>" о?;(й гру:.? >i. Выходы усилителей 8 по,",к:»>. ?ь? к первому сумматору 10, вь?:;а„ы у< il: Hтелей 9 подсоединены к
33т<)? ",> «уммлтору 1. Выходы первого
1О ?1 р срого 1 Cyf!MQ r Oporr 110pl<3110> сlli>i <,>О". ве тстн(3нllо к пеpному и Вто !3 р(3:) > в..(3
7 pe > 7>я нлгрузочная ось 0303 .
>1:?г?>у 30
: 3.: ?.1??о перпендикулярным 13QIr)3QL3 лениям и совпадают с силочувствительными осями резонаторов.
Работа предлагаемого устройства основана на прямом и обратном п? езоэлектрических эффектах и силочастот— пом эффекте.
Перед работой г?одают электропитание oT блока питаш?я (EIO IIOE(QQQ!r) на все электро??ные блоки (усилители
8 и 9, сумматоры 10 и 11 и регистратор !2) .
Усилители 8 и 9, в обратную связь которых нключены щеленые и плаcти?1чатые кварцевые резонаторы и 2, возбуждают пьезоэлектрические колебания в их подэлектродных зонах под электродами 5, При отсутстг)ш? усили?71 о осям (Э 0-, 020 > и 030., :?лстоты 13озбужце?11??>?х пьезоэлектрическихих колебаний соот)зетств уют исхо i—
ill>lM ЗпаЧЕНИЯМ . С 13!>IХ ). 7Л У>CHJII! I PJI PIE
8 и 9 на cyMMQ Top?>E 0 и 11 по Q?0Tcsr электрические сигналы, значения частот которых соответствуют 1?улевому
3 E i а ч EI и и !0 . I j у?! р в ы е 3 11 а ч р н и я ч а с т О т электрических сигналов с выходов сумматоров 0 и I подаются на рег??страТор 12„который выдает на индика—
> цию (на табло ) ь?уле вые значе??ия иарузок i!0 E)cebr трем 0«QM 0„0 0 0
2 2 и 030,.
При создании усил??я, например, IIo оси 0.301 ц?е 7евые кварцевые резонлторы под гд< йствпем пр>?ложеппого у> CH Ilf )I Р f(0 713 P j3 I Ql0T Cя с)1 H. EQ10?EEP MV
1 усилию. В результате действия сило—
Ч(1C ? OÒÍOÃO Э
Э:?ектр 7ческие сигнал»1 > ci!Hi!Q«M>b е с уси.?ителей 8, в сумматоре 0 просуммируются по частоте. Па первом п??дикаторе регистратора 12 и?1?-,ицпруется г)еличина нагрузки н килограммах, поскольку зависимость преобразования нагрузки и частоту имеет прямопропорциональный характер.
После снятия нагрузки по оси
03 01 на индикаторе рег?3CTpQTOpQ !2 будет снова пулевое значение нагрузки.
При нагружении по оси 020 работа устройства будет происходить аналогичным образом, сжимающем> усилию
Р> подвергнутся пластин<гатые кварценые резонаторы 2, частота пьезо— электрических колебаний которых
1190216
Фиг. г
Составитель M. Пахомов
Редактор Н.Бобкова Техред Л.Мартяшова Корректор Г.Решетник
Заказ 6963/43 Тираж 896 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4
3 возрастает прямопропорционапьно действующему усилию Р .
На втором индикаторе регистратор ра 12 индицируется величина нагрузки в килограммах по оси 0 0 (от нагрузки P> ). После снятия нагрузки величина ее снова возвращается к исходному значению.
При нагружении по оси 0 0-нагрузкой P напряжению сжатия подвергь нуты снова щелевые кварцевые резонаторы I но по другой диагонали.
В этом случае происходят все процессы описанным образом и на первом индикаторе регистратора 12 индицируется величина, соответствующая на1грузке Р по оси О ОЗ.
При одновременном нагружении по осям 0 0 и 0 0 на первом индикаторе йндицируется сумма усилий
1 9
5 При суммарном нагружении по всем трем осям 0 0, 0 0 и 0 0 на первом индикаторе регистратора l2 регистрируется сумма усилий Р„ и Р> по первой 0„ 0„ и третьей 0 0 осям, 10 а по второму индикатору регистратора
l2 составляющая усилия Р> по второй оси 0>0q ° .
При необходимости автоматического счммиоования всех усилий Р, Р и Ру действующих по осям 0 0,, 0 0 и
0 0, в регистраторе 12 предусмотз рен Дополнительный сумматор и индикатор (не показаны).
