Силоизмерительное устройство

 

.Изобретение относится к тензорезистивным устройствам для измерения нормальных контактных напряжений и позволяет повысить чувствительность устройства. Упругий элемент в виде стержня 3 свободным концом связан с силовводяш,им элементом - штоком 5 с хвостовиком 8, снабженным выступами 9. При воздействии измеряемого усилия шток 5 по направляющим элементам 7 перемешается в осевом направлении, закручивая упругий элемент 3 путем взаимодействия его наклонных пазов с выступами 9. Изменение сопротивления тензорезисторов 11, вызванное деформацией упругого элемента 3, фиксируется регистрирующим прибором 15. 3 ил. (Л Oi 00 со N

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК г51) 4 О 01 1 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕРЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3841310/24-10 (22) 07.01.85 (46) 07.11.86. Бюл. № 41 (71) Воронежский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт (72) Г. А. Аржаев и А. Н. Кузьмин (53) 531.781 (088.8) (56) Тензометрия в машиностроении. Справочное пособие. Под ред. P. В. Макарова.

М.: Машиностроение, 1975, с. 267, рис. 61.б.

Авторское свидетельство СССР № 905663, кл. G 01 1 1/04, 1980. (54) СИЛ ОИЗМЕРИТЕЛ ЬНОЕ УСТРОЙСТВО

„„SU„„1268974 А1 (57) Изобретение относится к тензорезистивным устройствам для измерения нормальных контактных напряжений и позволяет повысить чувствительность устройства. Упругий элемент в виде стержня 3 свободным концом связан с силовводяшим элементом— штоком 5 с хвостовиком 8, снабженным выступами 9. При воздействии измеряемого усилия шток 5 по направляющим элементам 7 переме цается в осевом направлении, закручивая упругий элемент 3 путем взаимодействия его наклонных пазов с выступами 9.

Изменение сопротивления тензорезисторов

11, вызванное деформацией упругого элемента 3, фиксируется регистрирующим прибором 15. 3 ил.

1268974

Изобретение относится к силоизмерительной технике, в частности к тензорезистивным устройствам для измерения нормальных контактных напряжений и динамометрам сжатия.

Целью изобретения является повышение чувствител ьности.

На фиг.l изображено силоизмерительное устройство; на фиг.2 сечение А — А на фиг. l; на фиг.3 — сечение Б — Б на фиг. l.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1, на одном конце которого .жестко, например с помощью штифта 2, закреплен упругий элемент 3, выполненный в виде стержня. На свободном конце упругого элемента 3 имеется гнездо 4. С другой стороны корпуса 1 расположен передающий шток 5, который на наружной поверхности имеет направляющие пазы 6, например„треугольной формы, а корпус 1 — направляющие элементы 7, например установочные винты с коническим концом. Передающий шток

5 имеет хвостовик 8, снабженный выступами

9, образованными, например, выступающими частями цилиндрического штифта, запрессованного в хвостовик. В стенках 10 гнезда 4 упругого элемента 3 выполнены симметрично и в одном направлении, например по часовой стрелке (если смотреть со стороны свободного конца упругого элемента), наклонные пазы. На упругий элемент 3 наклеены тензорезисторы 11, например полупроводниковые кремниевые. Теизорезисторы 11 наклеены и соединены, например, в полумостовую схему для измерения деформаций кручения упругого элемента 3. Выводы 12 измерительного полумоста через отверстие 13 в корпусе 1 соединяются с измерительной аппаратурой 14, например с тензостанцией и регистрирующим прибором 15, например шлейфовым осциллографом.

Устройство работает следующим образом.

При воздействии на свободный конец передающего штока 5 измеряемого усилия Р (или распределенной нагрузки с!) шток по направляющим элементам 7 перемещается в осевом направлении в корпусе 1, при этом выступы 9 хвостовика 8, взаимодействуя с наклонными пазами упругого элемента 3, заставляют последний закручиваться относительно продольной оси устройства. Тензореисторы 11 преобразуют деформации упруго5 !

О

30 го элемента 3 (один из тензорезисторов работает на сжатие, другой — на растяжение) в изменение их сопротивления.

Изменение сопротивления тензорезисторов 1! измеряется аппарутурой 14 и фиксируется регистрирующим прибором 15. Следует отметить, что данная схема наклейки тензорезисторов 11 на упругий элемент 3 обеспечивает нечувствительность к деформации последнего в осевом направлении от сжимающей силы P (или распределенной нагрузки q) .

Устройство может быть использовано в качестве динамометра сжатия, а также датчика для измерения нормальных напряжений, например в области контакта пневматической шины с опорной поверхностью.

В последнем случае диаметр свободного конца передающего штока 5 d должен выбираться таким образом. чтобы площадь его поперечного сечения была, например, равной

1 см . В этом случае устройство, при применении его в качестве датчика нормальных напряжений, может быть легко оттарировано (откалибровано) путем приложения к передающему штоку 5 известной нагрузки Р в единицах давления Па или МПа.

Преимущества предложенного устройства по сравнению с известным заключаются в более высокой чувствительности, что позволяет использовать его как в качестве динамометра, сжатия, так и датчика нормальных напряжений, а также в небольшом поперечном размере. Последнее обстоятельство особо важно при измерении нормальных напряжений по площади контакта шины одновременно во многих, близко расположенных друг от друга точках.

Формула изобретения

Силоизмерительное устройство, содержащее упругий элемент в виде стрежня, консольно закрепленного одним концом в корпусе, а свободныи концом связанного с силовводящим элементом, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, силовводящий элемент установлен в направляющих, размещенных в корпусе, и снабжен двумя симметрично расположенными относительно него выступами, при этом на свободном конце стержня симметрично и с наклоном в разные стороны относительно его оси выполнены соответствующие пазы.

Реда кто р В. Д«н ко

Заказ 5025 43

Сост<< антс.

I < xp<.д И. Вср<с Корр< к< яр Б. Ili з ига Гира к 778 Гlодн <си<к

ВНИИГ!И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ГIПЛ «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4