Датчик силы



Датчик силы
Датчик силы
Датчик силы
Датчик силы
Датчик силы

 


Владельцы патента RU 2558723:

Поваляев Олег Александрович (RU)

Изобретение относится к датчикам силы. Датчик силы содержит корпус, который выполнен в виде короба, основание которого с внешней стороны снабжено крестообразным хомутом для закрепления корпуса в держателе штатива, а к противоположной стороне хомута закреплено основание, посредством которого датчик силы устанавливается на лабораторном столе, корпус снабжен съемной крышкой, один торец которой выполнен с П-образным окном для выхода порта. Внутри корпуса расположена тензобалка, выполненная S-образной формы, при этом тензобалка на внутренней поверхности основания корпуса закреплена своей нижней полкой, на нижней поверхности средней полки закреплены тензорезисторы, собранные по мостовой схеме, при этом выходы тезорезисторов соединены с электронным блоком, а верхняя полка тензобалки снабжена вертикальным стержнем, проходящим сквозь отверстие в крышке и ось которого расположена на одной оси с осью крестообразного хомута корпуса, причем свободный конец стержня снабжен осевым углублением для установки чаши весов и поперечным отверстием для приложения силы, направленной вверх. Технический результат - обеспечение измерения сил различного действия, приложенных в различных направлениях, а также возможность использования для измерения веса. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к приборам и оборудованию, используемым при проведении лабораторных работ и демонстрационных опытов при групповом и индивидуальном обучении в средних общеобразовательных заведениях при изучении законов механики.

Известен «Датчик-реле давления» по патенту на полезную модель №133609, кл. G01L 19/00, 2012 г., включающий корпус, крышку, электронный блок, содержащий блок питания, аналогово-цифровой преобразователь, взаимодействующий посредством порта с микроконтроллером, реле коммутации, и измерительный блок, выполненный в виде тензопреобразователя с двухслойной мембраной и тензорезисторами, собранными по мостовой схеме. Однако данный датчик не обеспечивает измерения различных по действию сил, приложенных в различных направлениях.

Задачей настоящего изобретения является создание такого датчика силы, который обеспечивал бы измерение сил различного действия, приложенных в различных направлениях, а также воможность его использования для измерения веса тела.

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, заключается в расширении функциональных возможностей использования датчика при проведении опытов по измерению различных по воздействию сил, таких как растяжение, ударных нагрузок и т.д.

Для достижения указанного технического результата предлагается датчик силы, содержащий корпус, электронный блок и взаимодействующий с ним и выполненный в виде тензопреобразователя измерительный блок, а также порт для соединения с аналогово-цифровым преобразователем, характеризующийся тем, что корпус выполнен в виде короба, основание которого с внешней стороны снабжено крестообразным хомутом для закрепления корпуса в держателе штатива, а к противоположной стороне хомута закреплено основание, посредством которого датчик силы устанавливается на лабораторном столе, корпус снабжен съемной крышкой, один торец которой выполнен с П-образным окном для выхода порта, а внутри корпуса расположена тензобалка, выполненная S-образной формы, при этом тензобалка на внутренней поверхности основания корпуса закреплена своей нижней полкой, на нижней поверхности средней полки закреплены тензорезисторы, собранные по мостовой схеме, при этом выходы тензорезисторов соединены с электронным блоком, а верхняя полка тензобалки снабжена вертикальным стержнем, проходящим сквозь отверстие в крышке и ось которого расположена на одной оси с осью крестообразного хомута корпуса, причем свободный конец стержня снабжен осевым углублением для установки чаши весов и поперечным отверстием для приложения силы, направленной вверх.

Внутри корпус датчика силы снабжен опорными элементами для установки платы электронного блока. Плата электронного блока расположена между нижней и средней полками тензобалки, причем электронный блок снабжен портом для подключения с компьютером пользователя. Съемная крышка выполнена в виде короба

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид датчика силы, вид спереди со снятой крышкой, на фиг. 2 - то же, вид сбоку, со снятой чашей, на фиг. 3 - то же вид сверху фиг. 2, на фиг. 4 - крышка вид сверху, на фиг. 5 - вид по стрелке А фиг. 4.

Датчик силы содержит корпус 1, выполненный в виде короба, преимущественно прямоугольной, вытянутой в длину формы, выполненный преимущественно из пластика и расположенный открытым основанием вверх.

Основание 2 корпуса с нижней наружной стороны снабжено крестообразным хомутом 3 для закрепления корпуса в держателе штатива (на чертеже не показано), а к противоположной стороне хомута закреплено специальное основание 4, посредством которого датчик силы устанавливается на лабораторном столе (на чертеже не показано). Корпус 1 датчика снабжен крышкой 5, выполненной также в виде короба, при этом один торец крышки выполнен с П-образным окном 6 для выхода порта. Внутри корпуса на внутренней поверхности основания консольно закреплена тензобалка 10, выполненная S-образной формы, при этом тензобалка 10 на внутренней поверхности основания закреплена своей нижней 7 полкой, на нижней поверхности средней 11 полки закреплены тензорезисторы, собранные по мостовой схеме, при этом выходы тензорезисторов соединены с электронным блоком. Плата 9 электронного блока может быть расположена, как показано на фиг.1, между нижней 7 и средней 11 полками тензобалки 10, причем электронный блок снабжен портом 12 для подключения с компьютером пользователя (на чертеже не показан). Однако плата 9 может быть расположена и в любом другом месте корпуса, в зависимости от общей компановки датчика силы. На верхней полке 13 тензобалки 10 закреплен стержень 14, проходящий сквозь отверстие 15 в крышке 5 наружу. Ось стержня 14 расположена на одной оси с осью крестообразного хомута 3 корпуса, причем на свободном торце стержня 14 выполнено осевое углубление 16, в котором вставляется ось 17 чаши 18, используемой для расположения при взвешивании любых материалов, или для приложения силы, направленной вниз. В торцевой зоне стержня 14 выполнено поперечное отверстие 19 для приложения силы, направленной вверх. Внутри корпус 1 датчика силы снабжен опорными элементами 20 для установки платы 9 электронного блока.

Датчик силы работает следующим образом. К стержню 14 прикладывается сила, направленная в любом направлении вверх или вниз, которая передается на среднюю 11 полку, на которой наклеены тензорезистеры. Далее сигнал с тензорезисторов поступает на контроллер, в котором находится аналогово-цифровой преобразователь, затем данные через порт 12 поступает на компьютер пользователя (на чертеже не показано).

Данный датчик может использоваться также как весы, при этом взвешиваемый материал размещают в чаше 18.

Данный датчик удобен в эксплуатации и обеспечивает проведение опытов с силами, направленными в разных направлениях, а также замеров мгновенных ударных нагрузок и взвешивании любых материалов.

1. Датчик силы, содержащий корпус, электронный блок и взаимодействующий с ним и выполненный в виде тензопреобразователя измерительный блок, а также порт для соединения с аналогово-цифровым преобразователем, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде короба, основание которого с внешней стороны снабжено крестообразным хомутом для закрепления корпуса в держателе штатива, а к противоположной стороне хомута закреплено основание, посредством которого датчик силы устанавливается на лабораторном столе, корпус снабжен съемной крышкой, один торец которой выполнен с П-образным окном для выхода порта, а внутри корпуса расположена тензобалка, выполненная S-образной формы, при этом тензобалка на внутренней поверхности основания корпуса закреплена своей нижней полкой, на нижней поверхности средней полки закреплены тензорезисторы, собранные по мостовой схеме, при этом выходы тензорезисторов соединены с электронным блоком, а верхняя полка тензобалки снабжена вертикальным стержнем, проходящим сквозь отверстие в крышке и ось которого расположена на одной оси с осью крестообразного хомута корпуса, причем свободный конец стержня снабжен осевым углублением для установки чаши весов и поперечным отверстием для приложения силы, направленной вверх.

2. Датчик силы по п.1 отличающийся тем, что внутренняя поверхность основания корпуса снабжена опорными элементами для установки электронного блока.

3. Датчик силы по п.1 отличающийся тем, что плата электронного блока расположена между нижней и средней полками тензобалки, причем электронный блок снабжен портом для подключения к компьютеру.

4. Датчик силы по п.1 отличающийся тем, что съемная крышка выполнена в виде короба.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к весовой технике, в частности к датчикам силы, для точного измерения небольших усилий в широком диапазоне. Силочувствительный элемент содержит упругое кольцо с тензорезисторами, два жестких кольца меньшего и большего диаметров, радиальные рычаги по своим концам снабжены верхними и нижними балками равной толщины и длины, выполненными в виде трапеций с криволинейными основаниями.

Изобретение относится к весовой технике, в частности к тензорезисторным датчикам силы, предназначенным для точного измерения сил, в том числе в агрессивных средах.

Изобретение относится к весовой технике, в частности к упругим элементам датчиков силы, предназначенных для точного измерения силы небольшой величины в широком диапазоне.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для постоянного измерения усилий в различных резьбовых соединениях строительных элементов и конструкций.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к системам измерения усилий в стержнях, тягах и других протяженных элементах конструкций, и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, и, в частности, в ракетной технике.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройству многокомпонентных тензометрических динамометров с внутренним каналом, и может быть использовано в различных областях техники (например, в робототехнике, экспериментальной гидро- и аэродинамике).

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к системам измерения усилий в стержнях, тягах и других протяженных элементах конструкций, нагруженных осевой силой.

Изобретение может быть использовано для измерения малых давлений с повышенной чувствительностью и точностью. Тензорезисторный преобразователь силы содержит упругий элемент, выполненный за одно целое с опорном кольцом.

Изобретение относится к горному делу, в частности к приборам измерения проявления горного давления, а именно к датчикам для измерения натяжения анкера. .

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения усилий в подъемных устройствах. .

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для измерения параметров силового воздействия на буровое долото режуще-скалывающего действия в процессе разрушения им породы. Лабораторная установка для определения нагрузки, действующей на буровое долото, содержит измерительную балку, жестко закрепленную на базовой плите, с установленным на ней долотом. На измерительной балке смонтированы тензометрические датчики, образующие шесть тензометрических мостов для измерения осевой нагрузки Rza на измерительную балку вдоль ее оси, Mza - момента, скручивающего измерительную балку относительно ее оси, Mxa, Mxb - моментов соответственно в поперечных сечениях измерительной балки, отстоящих друг от друга на расстоянии a, изгибающих измерительную балку в плоскости, проходящей через ее ось, и ось декартовой системы координат, Mya, Myb - моментов соответственно в поперечных сечениях измерительной балки, изгибающих измерительную балку в плоскости, проходящей через ее ось, и ось декартовой системы координат. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений. 8 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к тензометрическим средствам измерения. Технический результат: расширение динамического диапазона преобразования напряженно-деформированных состояний сенсорной консоли вследствие воздействия на ее поверхность скоростного напора (динамического давления) газовых или жидкостных потоков. Сущность: тензорезистивный преобразователь содержит сенсорную консоль, работающую на изгиб, выполненную из упругой подложки тонкопленочного эластичного полимера, двух фольговых тензорезисторов, планарно расположенных на противоположных сторонах подложки, продольные оси которых параллельны между собой, или четырех фольговых тензорезисторов, планарно и попарно расположенных на противоположных сторонах подложки, продольные оси которых симметричны относительно ее продольной оси и параллельны между собой. Тензорезисторы включены в смежные плечи полу- или полномостовую схему измерительного моста. Сенсорная консоль ориентирована ортогонально вектору приложенной силы. В преобразователь введены кольцевой сегмент с кривизной поверхности, соответствующей максимально возможному упругому изгибу сенсорной консоли, хонейкомб, и флюгерный элемент. Кольцевой сегмент выполнен с проницаемой поверхностью. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к датчикам давления контактного типа, в частности к тензометрическим средствам измерений консольного типа. Техническим результатом изобретения является расширение динамического диапазона тензорезистивного преобразования напряженно-деформированных состояний при прямом контактном воздействии на упруго-чувствительный элемент скоростного напора газовых или жидкостных потоков в электрический сигнал. Тензорезистивный преобразователь содержит упруго-чувствительный элемент консольного типа, выполненный из тензорезисторов, планарно и попарно расположенных на его противоположных сторонах, и электрических выводов со стороны его заделки, измерительный мост и индикатор, включенный в измерительную диагональ измерительного моста. При этом упруго-чувствительный элемент работает на изгиб ортогонально вектору приложенной силы. Также в преобразователь введены, по меньшей мере, один и более упругих слоев, выполненных из тонкопленочного эластичного полимера, имеющих одинаковую с упруго-чувствительным элементом ширину, но различные длины и расположены на нем последовательно с уменьшением длины в сторону его заделки. Упругие слои планарно жестко связаны между собой и упруго-чувствительным элементом, либо планарно свободны, но собраны воедино в заделке в сэндвич-структуру, обладающей качеством тела равного сопротивления изгибу. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к измерительным устройствам для измерения и регистрации сил взаимодействия между колесом и рельсом. Техническим результатом является повышение точности измерения сил взаимодействия колеса с рельсом за счет уменьшения влияния на измерения вертикальных сил, поперечного смещения колеса относительно рельса и расширения частотного диапазона измеряемых вертикальных и боковых (горизонтальных) сил, возникающих при контакте колеса с рельсом при прохождении по геометрическим, стыковым неровностям пути и волнообразным неровностям на поверхности катания рельса. Устройство для измерения вертикальных и боковых сил взаимодействия между колесом и рельсом содержит железнодорожную колесную пару, тензометрические датчики, размещенные на внутренней и наружной стороне диска колеса по разные стороны от оси на концентричных диаметрах внутренней стороны дисков колес и включенные в полумостовые схемы, тензометрические усилители, програмируемый контроллер, блок передачи сигналов по радиоканалу, связанный с блоком приема сигналов и бортовым компьютером. Тензореристоры на наружной стороне диска колеса диаметрально расположены в створе с тензорезисторами на внутренней стороне, а угол α между соседними диаметрами на внутренней или наружной стороне диска колеса, на которых размещены диаметрально расположенные тензодатчики, составляет от 36° до 60° дуги окружности. 4 з.п. ф-лы, 12 ил.
Наверх