Тензорезисторный преобразователь перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения перемещений. Цель изобретенияповышение точности в расширенном диапазоне измерений путем получение кусочнолинейной функции преобразования с двумя коэффициентами чувствительности. Для этого чувствительный элемент выполнен в виде пары упругих элементов - деформационного кольца 5, закрепленного на недеформируемом корпусном элементе 1, и пластины 6, закрепленной на штоке 2, свободно перемещающемся внутри деформационного кольца 5, и опирающейся на внутреннюю поверхность деформационного кольца 5, а тензорезисторы 7 ÷14, наклеенные симметрично на деформационном кольце и на пластине, включены в общую мостовую измерительную схему. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 G 01 B 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4123015/25-28 (22) 28.09.86 (46) 23 ° 04 ° 89. Бюл. У 15 (75) Е.Б.Герасимов (53) 531.781.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1224566, кл. G 01 В 7/18, 1984. (54) ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЬП ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения перемещений. Цель изобретения — повышение точности в расширенном диапазоне измерений пу„.SU,„, 1474450 А1 тем получения кусочно-линейной функции преобразования с двумя коэффициентами чувствительности. Для этого чувствительный элемент выполнен в виде пары упругих элементов — деформационного кольца 5, закрепленного на недеформируемом корпусном элементе 1, и пластины 6, закрепленной на штоке 2, свободно перемещающемся внутри деформационного кольца 5, и опирающейся на внутреннюю поверхность деформационного кольца 5, а тензорезисторы 7-14, наклеенные симметрично на деформационном кольце и на пластине, включены в общую мостовую измерительную cxeMy, I ил.

1474450

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения паремещений.

Цель изобретения — повышение точ5 ности в расширенном диапазоне измерений путам получения кусочно-линейной функции преобразования с двумя коэффициентами чувствительности.

На чертеже показан праобразователь,10 общий вид.

Преобразователь состоит иэ жесткого недеформируемого корпусного элемента 1, в направляющем отверстии которого размещен с воэможностью 15 возвратно-поступательного движения шток 2, снабженный упором 3 и на котором соосно установлена пружина 4 сжатия, один конец которой жестко закреплен на упоре 3, а второй — на корпусном элементе 1. Чувствительный элемент преобразователя выполнен в виде упругого деформационного кольца

5 и упругой пластины 6 с центральным отверстием. Деформационное кольцо 5 25 закреплено на корпусном элемента 1 и имеет два сквозных отверстия, со осных направляющему отверстию корпусного элемента 1 и центральному отверстию пластины 5, через которые. 30 проходит шток 2. Пластина 6, мини- мальная жесткость которой меньше жесткости деформационного кольца 5 и в плоскости минимальной жесткости которой лежит ось штока 2, симметрично и жестко закреплена на штоке 2 и опирается своими краями на внутреннюю поверхность деформационного кольца

5. Тензорезисторы 7-!0 наклеены симметрично на рабочие поверхности плас- 40 тины 6 в плоскости ее минимальной жесткости вблизи штока 2, а тензорезисторы 11-14 наклеены на деформационном кольце 5 в окружном направлении в точках, лежащих на оси дефор- 45 мационного кольца 5, перпендикулярной оси штока 2. Все тензорезисторы включены в общую мостовую измерительную схему.

Преобразователь работает следующим образом.

Свободным концом шток 2 вводят в контакт с объектом измерений и закрепляют преобразователь, жестко фиксируя положение корпусного элемента

1, например, с помощью захватов неподвижного штатива (не показан). Перемещения объекта передаются штоку

2, в результате чего начинает сжиматься пружина 4 и изгибаться пластина 6. Деформационное кольцо 5, жесткость которого существенно превышает жесткость пластины 6, при этом не деформируется и поэтому изменяются сопротивления лишь тензорезисторов 7-10. Однако после того, как полный свободный ход пластины

6 выбран, перемещения штока 2 начинают передаваться и деформационному кольцу 5, которое вытягивается и вызывает тем самым изменения сопротивлений тензорезисторов 11-14. А так как вместе с деформационным кольцом

5 деформируется и пластина 6, то на этом втором этапе уже разбаланс мостовой измерительной схемы определяется изменениями сопротивлений всех тензорезисторов 7-14.

Таким образом, с помощью предлагаемого преобразователя можно осуществлять измерения в широком диапазоне перемещений объекта, регламентируемом размерами и упругими свойствами пластины 6 и деформационного кольца 5, при повышенной чувствительности в части диапазона.

Формула изобретения

Тензорезисторный преобразователь перемещений, состоящий из жесткого недеформируемого корпусного элемента с направляющим отверстием, в котором размещен шток с возможностью возвратно-поступательного движения, пружины сжатия, соосной со штоком и одним концом связанной с ним с помощью упора, и чувствительного элемента с наклеенным тензорезистором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности в расширенном диапазоне измерений путем получения кусочно-линейной функции преобразования с двумя коэффициентами чувствительности, пружина сжатия жестко связана с упором и вторым концом — с корпусным элементом, чувствительный элемент выполнен в виде упругого деформационного кольца, закрепленного на корпусном элементе и имеющего два сквозных отверстия, соосных с направляющим отверстием корпусного элемента, и упругой пластины с центральным отверстием, минимальная жесткость которой меньше жесткости деформационного кольца и в плоскости минимальной жесткости которой лежит

4 в общую мостовую измерительную схему, часть тензорезисторов наклеена симметрично на пластине в плоскости ее минимальной жесткости вблизи штока, а остальные — на деформационном кольце в окружном направлении в точках, лежащих на оси деформационного кольца, перпендикулярной оси штока. ось штока, проходящего сквозь отверстия деформационного кольца, и пластины, симметрично ижестко закрепленной на штоке с опиранием ее краями на внутреннюю поверхность деформа5 .ционного кольца, а преобразователь снабжен дополнительными тензорезисторами, все тензорезисторы включены

Составитель В.Мелузова

Техред Л.Олийнык Корректор Э.Лончакова

Редактор М.Бланар

Заказ 1881/37 Тираж 683 Подписное сс

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101