Тензометрический преобразователь усилий в электрический сигнал

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к преобразователям усилий или давлений в электрический сигнал. Целью изобретения является повышение чувствительности преобразователя. Преобразователь выполнен в виде цилиндрического упругого элемента 1. На его диаметрально крайних точках установлены упор 2 и упор 3 для приложения усилий, приложенных к упругому элементу 1. При приложении вертикальной силы к упорам упругий элемент меняет свою форму от строгой окружности до эллипса. При этом тензорезисторные обмотки 5, закрепленные на конусных стойках 4, начинают работать на растяжение, а две другие - на сжатие. При этом обеспечивается выходной сигнал, пропорциональный приложенному усилию. Наличие выпуклости упругого элемента, на котором находится тензометрический провод, и наличие обратного конуса обеспечивают более плотное прилегание провода к деформируемой поверхности кольца. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 4 с 0 1 ь 1 04

ВСЕСО

11A1EiiTVi3 Т

БлЫЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPGKOMY СВИДВТЕГЪСТВУ разователь выполнен в виде цилиндрического упругого элемента 1. На его диаметрально крайних точках установлены упор 2 и упор 3 для приложения усилий, приложенных к упругому элементу 1. При приложении вертикальной силы к упорам упругий элемент меняет свою форму от строгой окружности до эллипса. При этом тензорезисторные обмотки 5, закрепленные на конусных стойках 4, начинают работать на растяжение, а две другие — на сжатие °

При этом обеспечивается выходной сигнал, пропорциональный приложенному усилию. Наличие выпуклости упругого элемента, на котором находится тензометрический провод, и обратного конуса обеспечивает более плотное прилегание провода к деформируемой поверхности кольца. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

AO ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР (21) 4183140/24-10 (22) 11.12.86 (46) 30.11 89. Бюл. N - 44 (71) Кишиневский научно-исследовательский институт электроприборостроения (72) С.И. Бал абаи, Ю. О. Лапскер и И.И.Гришанов (53) 531. 781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 78115, кл. G 01 L 1/04, 1949, Авторское свидетельство СССР

У 195662, кл. G 01 L 1/04, 1975. (54) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УСИЛИЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к первичным преобразователям усилий или давлений в электрический сигнал. Целью изобретения является повышение чувствительности преобразователя. ПреобИзобретение относится к измерительной технике, а именно к первичным преобразователям усилий или давлений в электрический сигнал .

Целью изобретения является повышение чувствительности преобразователя, На чертеже изображена конструкция тензометрического преобразователя усилий в электрический сигнал .

Тензометрический преобразователь содержит упругий элемент 1 с цилиндрической рабочей поверхностью (кольцевая балочка) . На его диаметрально крайних точках цилиндрической поверхности установлены упор 2 для закрепления упругого элемента 1 на опоре (основ ании) и упор 3 для приложения измеряемых усилий к упругому элементу 1.

На упругом элементе 1 типа кольцевой балки при приложении усилия перпендикулярно образующей этого кольца всегда существуют четыре участка (зоны) наименьшей деформации кольца, в которых осуществляется смена знак а деформации (от растяжения к сжатию и наоборот). В этих зонах установлено по одной стойке 4 для удержания обмоток 5 из тензочувствительно о микропровода, навиваемых по одной вокруг пары соседних стоек, концы которых вы1525486 ки тензорезистора до ее закрепления связующими, кроме того, при намотке витки соскальзывают к узкому основанию, что при использовании микропрово 2р да позволяет выполнить витки практически одной длины и, как следствие, выполнить тензорезисторы одинаковыми по сопротивлению даже при намотке каждого тензорезистора большим количес:вом витков.

Устройство работает следующим образом.

При воздействии вертикального усилия на упор 3 упругий элемент 1 начинает менять свою форму от строгой окружности до эллипса, меньшая ось (а при растяжении большая) которого проходит через упор 3 и закрепленный на неподвижном основании упор 2. При

30

35 этом две тензорезисторных противолежащих обмотки 5 начинают работать на растяжение, а иве других — на сжатие, обеспечивая, таким образом, выходной си1нал, пропорциональный приложенно- 4О му усилию.

У cHJIHc как давление может передаваться на упор 3 и через мембрану, сильфон. ведены на контактные площадки 6 и электрически закреплены на них.

Полученные таким образом четыре обмотки 5 образуют четырехплечий тен5 зометрический мост. Стойки 4 выполнены конусными и усеченной вершиной закреплены на поверхности чувствительного элемента 1, при этом диаметр окружности в усеченном конусе не должен 1р превышать 2/3 ширины кольцевой балочки. Такое ограничение связано с тем, чтобы исключить действие краевых эффектов на обмотку тензорезистора.Конусность радиальных стоек 4 необходи- 15 ма для удержания наматываемой оболочНаличие выпуклости поверхности,на которой находится тензометрический провод обратного конуса обеспечивает прилегание провода к деформируемой поверхности кольца. Использование при намотке микропровода позволяет получить высокоомный мост при относительно небольшом количестве витков и существенно повысить напряжение питания.

Использование каждой стойки для создания и закрепления двух секций упрощает конструкцию преобразователя.

Покрытие наружной поверхности преобразователя тензометрическим цементом приводит к повышению метрологических свойств и надежности изделия, Формул а изобретения

Тензометрический преобразователь усилий в электрический сигнал, содержащий упругий элемент с цилиндрической рабочей поверхностью, проволочный тензорезистор, намотанный с предварительным натягом на поверхность упругого элемента и электрически подсоединенный к токопроводам, силовоспринимающие упоры, расположенные на диаметрально противоположных участках цилиндрической поверхности, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введены радиальные стойки, выполненные в виде усеченных конусов и у-становленные усеченной вершиной на внешней поверхности упругого элемен-з та в зонах его минимальной деформации, а тензорезистор выполнен в виде многовитковой микропроволочной обмотки, намотанной вокруг каждой пары соседних радиальных стоек, причем обмотки в каждой паре соединены в тензометрический измерительный мост.

1525486

Составитель И.Малы инова

Техред Л.Сердюкова Корректор T.Малец

Редактор Л.Веселовская

Заказ 7211/34 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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