Емкостный измеритель силы

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения усилий. Целью изобретения является повышение чувствительности. Цель достигается тем. что токонепроводящее основание 1 связано с токопроводящим цилиндрическим электродом 4, соединенным механически с изоляционным цилиндром 5, на котором расположены упоры 6. К ним поджата с помощью зитой цилиндрической пружины 2 пластина , с которой механически связан упругий элемент 3. Цилиндрическая пружина 2 и электрод 4 являются электродами емкостного преобразователя, емкость которого пропорциональна измеряемой силе, приложенной к упругому элементу 3. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л с о ю Ч) со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

3UitLl А(И К

БйБЛ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4705875/10 (22) 15.06.89 (46) 07.05.91. Бюл. М 17 (71) Рижский политехнический институт им. А.Я.Пельае (72) С.Л.Цыфанский, B.È.Áåðåñíåâè÷, M,А.Магоне, В.В.Коннов, Jl, К.Кулаковская и

Э.А.Красноперое (53) 531.781 (088.8) (56) Антонин Д.И., Костина Е.H., Кузнецова Н; Н.

Датчик контроля и регулирования. M.: Машиностроение, 1965. с. 202 — 210, Авторское свидетельство СССР

М 1176186, кл. G 01 ) 1! 14, 1983.

„„.Я3.„„1б47298 А1 (я)э G 01 L 1/14 (54) ЕМКОСТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СИЛЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения усилий. Целью изобретения является повышение чувствительности. Цель достигается тем, что токонепроводящее основание 1 связано с токопроводящим цилиндрическим электродом 4, соединенным механически с изоляционным цилиндром 5, на котором расположены упоры 6. К ним поджата с помощью витой цилиндрической пружины 2 пластина 7, с которой механически связан упругий элемент 3. Цилиндрическая пружина 2 и электрод 4 являются . электродами емкостного преобразователя. емкость которого пропорциональна измеряемой силе, приложенной к упругомуэлементу 3. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может применяться в устройствах для измерения сил в машинах, а также для контроля силового взаимодействия человека с ручным механизированным инструментом.

Целью изобретения является повышение чувствительности.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема измерителя; на фиг. 2 — график зависимости силы от перемещения; на фиг. 3— график зависимости силн от емкости.

Емкостный измеритель силы (фиг, 1)-содержит основание 1, цилиндрические винтовые пружины 2 и 3 и наружный электрод, состоящий из двух связанных между собой нижней 4 и верхней 5 частей. При этом пружина 2 и нижняя часть 4 корпуса изготовлены иэ токопроводящего материала и вйполняют функции соответственно внутреннего.и наружного электродов. Пружина

2 установлена в корпус с предварительным натягом, прижимая к упорам 6, имеющимся на внутренней поверхности верхней части 5 корпуса, пластину 7. С наружной стороны к пластине 7 прикреплен ampoh упругий эле. мент 3, верхний свободный конец которого связан.с измерительным наконечником 8.

Основание 1; верхняя часть 5 корпуса, упоры 6 и пластина 7 изготовлены из токонепроводящего материала. - Сила предварительного натяга Ро пружины 2 регулируется путем навинчивания (свинчивания) верхней части 5 корпуса на нижнюю 4.

Фиксация взаимного положения верхней и нижней частей корпуса осуществляется с помощью гайки 9. .. Емкостный измеритель силы работает следующим образом.

При приложении измеряемого усилия Р к наконечнику 8 сначала (при P < Ро, где Ро— усилие предварительного натяга пружины

2) деформируется только упругий элемент 3 жесткостью К = К1. При этом емкость Со измерительного конденсатора, образованного пружиной 2 и нижней частью 4 корпуса, не меняется (фиг. 3), поскольку остается неизменным взаимное расположение наружного 4 и внутреннего 2 электродов. Поэтому усилия. Р, меньшие Ро, устроиством не замеряются. Величина порогового усилия Р заранее выставляется в зависимости QT предполагаемоге диапазона изменения контролируемой силы Р (путем навинчивания верхней части цилиндра на нижнюю)..

По достижении приложенной силой P

10 значения Ро и превышении этого значения (Р > Ро) начинает деформироваться пружина

2 жесткостью К2, все более углубляясь внутрь наружного электрода 4. При этом рабочая площадь внутреннего электрода (площадь витков пружины 2, находящихся

45 внутри наружного электрода 4) возрастает,что приводит к увеличению контролируемого параметра — . емкости С измерительного конденсатора. По измеренному значению емкости С определяют приложенное к наконечнику 8 усилие Р (фиг. 3), Формула изобретения

1. Емкостный измеритель силы, содержащий основание, соединенное механически с наружным кольцевым цилиндрическим электродом, внутренний электрод, изоляционную пластину, упругий элемент, механически связанный с силовводящим.элементом, отл ича ю щийсятем, что, с целью повышения чувствительности, основание выполнено из токонепроводящего материала, внутренний электрод выполнен в виде цилиндрической винтовой пружины, остановленной с натягом между основанием и изоляционной пластиной, механически .контактирующей с упругим элементом и с выполненными на наружном кольцевом цилиндрическом электроде упорами.

2, Измеритель по и. t, о т л и ч à ю щ и йс я тем, что наружный электрод выполнен в виде токопроводящего и изоляционного кольцевых цилиндров, связанных между собой резьбовым соединением, причем токопроводящий цилиндр закреплен на основании, а упоры выполнены на изоляционном цилиндре.

1647298 р

О с, Фиг. 3

Составитель А.Северин

Техред M. Моргентал Корректор Л.Бескид

Редактор Л.Гратилло

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

Заказ 1390 . Тираж 364 Подписное, 8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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