Широкодиапазонный датчик растяжения-сжатия

 

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано для точного измерения знакопеременных усилий . Целью изобретения является повышение точности измерения. Эю достигается применением двух упругих злемегтоп с ряэной жесткостью Жесткость одного из ЭПР- ментов в у раз бечьше жесткости „ pvoro Податливый упругий элемент одной споей оболочкой связан через оболочку друюго элемента с кольцом. Другая оЬплочкч под IT ливого упругого элемента связ-жт с кольцевой пластиной, которая соединена с упором. Кольцо расположено с одинаковым зазором между выступом упора и кольцевом плчстинсй Тензорезисторы обоих упругих зп мснтов соединены последовательно ь элс-лрический мост. Один из уситителеи имеет ko- эффициент усиления у 1 подключен L ,ез переключатель между пыходом перього усилителя и выходом датчика 3 ил т С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 01 1 1/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4676376/10 (22) 11,04,89 (46) 07,10.91. Бюл. M 37 (75) В.К.Голованов, А,Ф,Дащенко и С.Т,Сергеев (53) 537,781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1185129, кл. G 01 L 1/22, 1981.

Авторское свидетельство СССР

N 555300, кл. G 01 L 1/22, 1976. (54) ШИРОКОДИАПАЗОННЫЙ ДАТЧИК

РАСТЯЖЕ Н И Я-СЖАТ И Я (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для точного измерения знакопеременных усилий. Целью изобретения является повышение точности измерения. Это достигается

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для точного измерения знакопеременных усилий в широком диапазоне.

Целью изобретения является повышение точности измерения, На фиг.1 изображено сечение широкодиапазонного датчика растяжения-сжатия, состоящего из четырех тел вращения; на фиг.2 — одна из возможных электрических схем устройства; на фиг.3 — график изменения величины электрического сигнала.

Первое тело вращения представляетсобой цельную фасонную оболочку, состоящую из силовоспринимающего кольца 1, силопередающей оболочки 2, выполненных за одно целое с кольцевой пластиной 3, имеющей с обеих сторон на концах наружной поверхности конусообразные подреэистор„,;5U„„1682836 Al применением двух упругих элементов с разной жесткостью, Жесткость одного из элементов в у раз больше жесткости другого, Податливый упругий элемент одной своей оболочкой связан через оболочку другого элемента с кольцом. Другая оболочка податливого упругого элемента связана с кольцевой пластиной, которая соединена с упором.

Кольцо расположено с одинакозым зазором между выступом упора и кольцевой пластиной. Тензорезисторы обоих упругих элементов соединены последовательно в электрический мост. Один из усилителей имеет коэффициент усиления y— - " подключен через переключатель между выходом первого усилителя и выходом датчика.3 ил. ные оболочки 4 и 5 с навитыми тензорезисторами R<...R4, Эта пластина 3 переходит

Во втооую силовводящую ооолочку 6, которая в свою очередь имеет в "ðåäíåé части утолщение, переходящее в силовводящую оболочку 7 и далее в кольцевую пластину 8, на конце которой аналогично пластине 3 имеются подрезисторные конусообразные оболочки 9 и 10 с навитыми тензорезисторами Н5...Rs. Кроме того, нижняя часть кольцевой пластины 8 имеет силовводящую оболочку 11, выполненную за одно целое с ней. Оболочка 11 с помощью резьбы или другим способом соединяется с BTopblM телом 12 вращения, представляющим собой кольцевую пластину. С внутренней стороны кольцевая пластина 12 аналогично соединена с упором с кольцевым выступом 14. Четвертое тело 13 вращения представляет

1682836 собой кольцо, соединенное аналогично пластине 12 с силовводящей оболочкой 6. Конструкция выполнена так, что кольцо 13 находится между пластиной 12 и выступом упора 14 с определенным и равным зазором с обеих сторон, Схема устройства состоит из четырехплечного электрического моста, включающего тензорезисторы R>.„R8, электронного тензорезисторного усилителя А>, переключателя П, показанного пунктиром, и электронного усилителя А2 с коэффициентом усиления, равным y — 1, Широкодиапазонный датчик растяжения-сжатия работает следующим образом.

При измерении усилий сжатия. Внешнее усилие P прикладывается с одной стороны к силовоспринимающему кольцу 1, а с другой — к упору 141. Затем это усилие передается через оболочку 2, что вызывает изгиб пластины 3, а через кольцевую пластину 12 с помощью оболочки 11 поворачивается кольцевая пластина 8, Таким образом деформируются тензорезисгоры В1...Ra. Так как жесткости кольцевых пластин 3 и 8 различны, то и деформации тензорезисторов

R>.. R< и Rs...йв будут различными и пропорциональны жесткости пластин с учетом жесткости силовводящих оболочек. Когда усилие достигает определенной величины, зазор с одной стороны (для данного случая с нижней) исчезнет и тогда кольцевая пластина 8 будет деформироваться в зависимости от величины сжатия оболочки 6. При этом переключатель П отключит выход датчика от первого усилителч А1 и подключит его к выходу второго усилителя А2. Так, как второй усилитель имеет коэффициентусиления у — 1, то зависимость электрического сигнала от измеряемого усилия будет линейной.

5 Формула изобретения

Широкодиапаэонный датчик растяжения-сжатия, содержащий два упругих элемента разной жесткости с размещенными на них тензорезисторами, включенными в

10 электрический мост тензорезисторного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены переключатель, второй усилитель, кольцо, кольцевая пластина и упор с кольце15 вым выступом, а упругие элементы выполнены в виде двух соосных оболочек, связанных с конусообразным телом вращения, жесткость одного из упругих элементов в у раз больше жесткости другого, при этом подат20 ливый упругий элемент одной своей оболочкой связан через одну из оболочек жесткого упругого элемента с кольцом, а второй оболочкой — с кольцевой пластиной, связанной с упором, причем кольцо расположено с

25 одинаковым зазором между кольцевой пластиной и выступом упора, а тенэорезисторы, расположенные на жестком упругом элементе, соединены последовательно с тензорезисторами, расположенными на

30 податливом упругом элементе, и включены в электрический мост, при этом второй усилитель имеет коэффициент усиления у — 1 и подключен через переключатель между выходом первого усилителя и выходом датчи35 ка.

1682836

Р нан Ри2. 3

Составитель Н.Вовчук

Техред M. Моргентал

Корректор M.Ujàðîâè

Редактор С.Пекарь

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

Заказ 3405 Тираж. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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