Тензорезисторный датчик силы

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для точного измерения усилий. Целью изобретения является повышение точности и долговечно сти датчика. Цель достигается тем что геометрические размеры в упругом элементе выполнены удовлетворяющими математическому соотношению

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 L 1/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

h1 (1 +2д1

1 01 — 2д1

) = 4(1+2д— д1 D,— 2д1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4618704/10 (22) 14.11.88 (46) 30.01.91. Бюл. № 4 (75) С,T.Ñåðãååâ, А.Ф.Дащенко и В.V.Ãîëîванов (53) 531.781 (088.8) (56) Патент ФРГ ¹ 1268878, кл. G 01 L 1/22, 1975.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1352256, кл. G 01 1 1/22, 1986. (54) ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЙ ДАТЧИК СИЛЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для точного измерения усилий. Целью изобретения явИзобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения усилий.

Цель изобретения — повышение точности и долговечности датчика.

На чертеже представлен тенэорезисторный датчик силы.

Датчик состоит из соосных цилиндрических силовводящей 1 и силовоспринимающей 2 оболочек, выполненных за одно целое с кольцевой пластиной 3. на которой навиты тензорезисторы 4 и 5.

Датчик работает следующим образом, Осевая нагрузка, приложенная к силовводящей 1 и силовоспринимающей 2 оболочкам, воздействует на кольцевую пластину 3 так, что она поворачивается вокруг точки О, являющейся центром тяжести сечения. Тензорезисторы 4 сжимаются, а тензорезисторы 5 растягиваются.

Деформация тензорезисторов преобразуется в электрический сигнал, величина которого пропорциональна измеряемому усилию. Геометрические размеры упругого элемента связаны соотношением и обеспе„... Ж ÄÄ 1624283 А1 ляется повышение точности и долговечно сти д;:T÷èêà. Цель достигается тем, что тсометрические размеры в упругом зле ленте выполнены удовлетворяющими математическому соотношению д1 (1 2 д V/3 (1 — 17) / ъ д1 tD1 + 2 д1) =

4 (1 + 2 д /3 (1 —; 1 "д: (О .- г д ), где д1 01 (дг Dz ) — толщина и диаметр внутренней поверхности силовводящей и силовоспринимающей оболочки; д — тглщина кольцевой пластины, мл1: 1 — коэффициент

Пуассона. учитывающий упругие свойства материала, 1 ил, чивают отсутствие радиального перемещения кольцевой пластины 3. Это соотношение получено из анализа напряженно-деформированного состояния упругого элемента где д1, О1, (д2, 02 ) — толщина и диаметр внутренней поверхности силовводя „ей и силовоспринимающей оболочек: д — толщина кольцевой пластиньь

При выполнении соотношения радиальные перемещения кольцевой пластины отсутствуют. Поэтому при измерении знакопеременных усилий отсутствует дополнительная дефорл1ация, которая в противном случае возникает л бо в верхних либо в нижних тензорезисторах Эта дополнительная деформация вызвана изменением направления силы.

1624283 размеры в упругом элементе выполнены удовлетворяющими соотношению

Ж(1+26 )=

5 AI (D1 — 261) Формула изобретения

Д (1 „2Д УГ3 1-Р ) д О 2д

Составитель В. Годзиковский

Редактор И. Касарда Техред М.Моргентал Корректор Л. Бескид

Заказ 182 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Предлагаемым датчиком измерение энакопеременных усилий осуществляется более точно и надежно, поскольку упругий элемент деформируется равномерно, беэ локальных нагрузок.

Тензорезисторный датчик силы, содержащий упругий элемент в виде кольцевой пластины, выполненной соосно и эа одно целое с цилиндрическими силовводящей и силовоспринимающей оболочками, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точíîcTè и долгîl3å÷ности, геометрические

1(1 1) где д, О1, (02, 0г ) — толщина и диаметр

10 внутренней поверхности силовводящей и силовоспринимающей оболочек соответственно, мм; д — толщина кольцевой пластины, мм;

v — коэффициент Пуассона, учитывающий упругие свойства материала.