Частотный датчик силы

 

Сущность изобретения: датчик содержит упругое тело 1 в форме монолитного дискообразного элемента с центральным сквозным отверстием 2, двумя диаметрально противоположными пазами 3, 4 и двумя диаметрально противоположными выступами 5, 6. Струнные резонаторы 7, 8 соединяют стенки пазов 3, 4. Силопередающими элементами служат внутренняя поверхность отверстия и выступы 5, 6. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в весоизмерительных устройствах.

Известно устройство для измерения усилий, содержащее упругий чувствительный элемент в виде цилиндра с силовоспринимающими элементами и с Н-образным сквозным пазом, струну, прикрепленную к выступам Н-образного сквозного паза, систему возбуждения [1] Недостаток устройства значительная нелинейность функции преобразования, так как в схеме применен одинарный струнный преобразователь.

Наиболее близким к изобретению является частотный датчик силы, содержащий упругое тело, выполненное в виде двух последовательно соединенных колец, два струнных резонатора, выполненных в виде перемычек, закрепленных взаимно-перпендикулярно по диаметрам колец, систему возбуждения, силопередающие элементы с резьбовым соединением [2] Недостатком этого датчика является низкая механическая прочность, вызванная наличием в удлиненном упругом теле узкого переходного участка между кольцами. Кроме того, для обеспечения линейности преобразования кольца в известном датчике имеют различную жесткость, что достаточно сложно в изготовлении.

Целью изобретения является повышение механической прочности и технологичности датчика.

Это достигается тем, что в частотном датчике силы, содержащем упругое тело, два струнных резонатора с системой возбуждения и силопередающие элементы, упругое тело выполнено в форме монолитного дискообразного элемента с центральным сквозным отверстием и двумя диаметрально расположенными выступами, в упругом теле выполнены два диаметрально расположенных паза, стенки которых соединены между собой струнными резонаторами, при этом ось, проходящая через центры струнных резонаторов, перпендикулярна оси симметрии выступов, а силопередающими элементами являются внутренняя поверхность центрального сквозного отверстия и выступы.

Струнные резонаторы выполнены в виде перемычек, образованных в материале упругого тела пазами.

На фиг. 1 схематически изображен частотный датчик силы; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1.

Частотный датчик силы содержит упругое тело 1 дискообразной формы с центральным сквозным отверстием 2, пазами 3, 4 и выступами 5, 6, а также стержневые резонаторы 7, 8 систему возбуждения 9, 10. Ось, проходящая через центры резонаторов 7, 8, перпендикулярна оси симметрии выступов 5, 6.

Упругое тело 1 и резонаторы 7, 8 изготовлены из одного материала (стали 35 ХГ. С А), что сводит к минимуму температурную погрешность. Изготовление резонаторов 7, 8 за одно целое с упругим телом 1 (фиг. 2) обеспечивает повышенную стабильность частоты благодаря отсутствию элементов крепления.

Частотный датчик силы работает следующим образом.

Центральное сквозное отверстие 2 используется для подвешивания датчика, например, к крюку подъемного крана, к выступам 5, 6 подвешивается измеряемый груз. Противоположно направленные силы вызывают деформацию упругого тела 1. В результате верхний резонатор 7 испытывает деформацию растяжения, а нижний резонатор 8 деформацию сжатия, и резонансные частоты колебаний резонаторов 7, 8 изменяются. Выходной информацией датчика является разность частот.

За счет концентрации усилия, прикладываемого к сравнительно небольшому участку В внутренней поверхности сквозного отверстия 2, достигается высокая симметричность силовых линий деформации, вызываемой моментом сил, приложенных к выступам 5, 6. Отсутствие резьбовых соединений в силоизмерительных элементах также способствует симметричному распределению силовых полей в упругом теле. Все это обеспечивает достаточно высокую линейность преобразования измеряемого усилия в разностную частоту.

Формула изобретения

1. ЧАСТОТНЫЙ ДАТЧИК СИЛЫ, содержащий упругое тело, два струнных резонатора с системой возбуждения и силопередающие элементы, отличающийся тем, что упругое тело выполнено в виде монолитного дискообразного элемента со сквозным центральным отверстием и двумя диаметрально расположенными выступами, в упругом теле выполнены два диаметрально расположенных паза, стенки которых соединены между собой струнными резонаторами, при этом ось, проходящая через центры струнных резонаторов, перпендикулярна к оси симметрии выступов, а силопередающими элементами являются внутренняя поверхность сквозного отверстия и выступы.

2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что струнные резонаторы выполнены в виде перемычек, образованных в материале упругого тела пазами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для точного измерения усилий

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано , например, для взвешивания

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения деформаций и усилий

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения усилий

Изобретение относится к датчикам давления , имеющим чувствительную к давлению колебательную систему, и позволяет уменьшить запаздывание показаний для изменения давления, особенно в области вакуума

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения силы разрыва каната

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к частотным датчикам давления со струнными резонаторами, и может быть использовано для измерения давления с высокой точностью в условиях переменных температур

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле напряженно-деформированного состояния элементов бетонных конструкций

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для точного измерения усилий

Изобретение относится к области неразрушающего контроля технологических процессов в строительной индустрии и может быть использовано для получения данных о параметрах предварительно напряженных арматурных элементов (стержней, канатов и т.д.) при изготовлении железобетонных конструкций, в частности, для определения требуемого удлинения арматурного элемента, измерения напряжений в арматурном элементе и корректировки его длины

Изобретение относится к области испытания машиностроительных и строительных конструкций

Изобретение относится к техническим средствам автоматизации систем управления и предназначено для контроля физических величин

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля напряженно-деформированного состояния (НДС) гидротехнических сооружений, например плотин гидроэлектростанций, а также контроля напряженно-деформированного состояния других сооружений, зданий и конструкций

Изобретение относится к области измерений механической силы и производных от нее величин, момента силы, давления, массы, деформаций, линейных и угловых ускорений

Изобретение относится к высокочувствительным способу и устройству измерения силы/массы с использованием системы фазовой автоподстройки частоты

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано в устройствах измерения, контроля и регулирования больших усилий сжатия около 1000 кг и более

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения усилий деформации

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля напряженно-деформированного состояния (НДС) гидротехнических сооружений, например плотин гидроэлектростанций, а также контроля прочности бетона эксплуатируемых предварительно напряженных железобетонных конструкций. Способ контроля параметров бетона плотин путем измерения параметров сигналов, пропускаемых через бетон галереи плотины от двух генераторов (генератор высокочастотных сигналов и генератор сейсмических волн). Сигналы генераторов, проходящие через бетон, регистрируют датчиками сейсмических волн и датчиками электромагнитного поля, в виде двух ортогонально расположенных индукционных приемных катушек. По результатам измерения наведенных в индукционных приемных катушках ЭДС на участках контролируемой зоны конструкции вычисляют сдвиг фаз (тангенс угла потерь) высокочастотного сигнала в бетоне. По величине фазового сдвига определяют коэффициент влажности бетона в зоне расположения пар датчиков (электромагнитных и сейсмических). Прочность бетона рассчитывают с учетом коэффициента влажности бетона по результатам измерений времени и скорости распространения сейсмических волн на участках между парами датчиков контролируемой зоны галереи. Технический результат заключается в повышении точности определения прочности бетона в конструкциях сооружений в процессе эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Частотный датчик силы, частотные датчики

Наверх