Силоизмерительный датчик
353I59
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Сова Советских
Социалистических
Респтблик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 20.111.1970 (№ 2417935118-10) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 29,1Х.1972. Бю7,7стень ¹ 29
Дата о пуб7II!Iî âàIIIIÿ описания 25.ХП.1972
Л1. Кл. G 01t 1/22
Комитет по делам иаойретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 531.781.2(088.8) Авторы изобретения Ю. М. Базжин, E Г. Буканов, Б. P. Лойцкер и И. И. Лифанов
Заявитель Научно-исследовательский и конструкторский институт испытательных машин, приборов и средств измерения масс
СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ДАТЧИК
Изобретение относится к области измерения веса, давлений и сил с помощью тензорезпсторных датчиков. В устройстзах для измерения веса дав.7еннй и сил используются тензорезисторные датчики силы и давления, включающие в себя силоизмерительный элемент с мостом тензорезпсторов, упругие мембраны, защитный корпус, устройства для герметизации и устройства для размещения электрической схемы датчика. 10
Недостатком существующих силоизмерительных элементов является их большая чувствительность к поперечным нагрузкам, которая искажает результат измерения и приводит к большим погрешностям. 15
Целью настоящего изобретения является повышение точности измерений за счет уменьшения чувствительности к поперечным нагрузкам, возможному перекосу и эксцентриситету линии действия силы, а также увеличение жесткости силоизмерительного элемента и его технологичности.
В предлагаемом датчике силоизмерительный элемент выполнен в виде крестовины из двух взаимно перпендикулярно расположенных рамок, составляющих четыре луча, исходящих из общего жесткого центра, являющегося грузоприемной частью силоизмерительного элемента. Каждый луч состоит из двух балок равного прямоугольного сечения, расположенных в параллельных плоскостях и соедиIIe:I«In на внсшн гх концах короткой жесткой перемычкой. Силопзмерителbíûé элемент выполнен двухзвенным с плоскостью разреза, 17ара77c .7bH0Й II70cKOcTIIII pаcII01IO?Kе III?I ба лок, с последующим соединением звеньев на внецгних жестких концах балок, например сваркой, болтами плн штифтами, На поверхностях каждой балки устанавливают продольно по два тснзорсзнстора, каждьш из которых под действием измеряемой силы воспринпмаст деформацию протнгоположного знака по отношению друг; другу. Тснзорезисторы объединены в один илн несколько независимых мостов, в каждом плече которых имеется по чегыре последовательно соединенных тензорезистора, расположенных на каждом луче сплоизмерительного элемента и воспринимающих деформацию одинакового знака. В соседние плечи моста включены тевзорезисторы, деформации которых противоположны по знаку.
Такая конструкция позволяет при максимальной лппеаризации характеристики, связывающей выходнои сигнал моста и измеряемую нагрузку, увеличить точность датчика за счет нлняния поперечны.;. сил в результате компенсации пх указанным выше расположением тснзорезпсторов и включением их в схему, а такжс за счет уменьшения прогибов от измеряемой нагрузки. Кроме этого, такое выполне35 3159
15
30 ние позволяет улучшить технологию изготовления упругого элемента.
EIa фиг. 1 — показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 — электрическая схема устройства.
Устройство содержит упругий элемент и Tin:-орезисторы. Упругий элемент представляет собой крестовидную рамку из четырех лучей 1.
Каждый луч состоит из двух балок 2 равного прямоугольного сечения, расположенных в параллельных плоскостях. Балки, лежащие в одной плоскости исходят из общего жесткого центра 8 под углом 90 друг к другу, Балки каждого луча, лежащие в параллельных плоскостях, имеют жесткие концы 4, через котомые замыкаются в рамку. Таким образом, упругий элемент представляет собой, например, два скрещенных под углом 90 рамочных упругих элемента. С целью упрощения технологии изготовления упругий элемент выполняют разрезным из двух звеньев. После наклейки тензорезисторов 5 — 8 производят сборку звеньев упругого элемента, например, с помощью болтов 9, Это дает возможность производить обработку всех жестких частей на токарном сганке и производить наклейку тензорезисгоров на наружные Н и внутренние В поверхности балок упругого элемента. Тензорезисторы соединены по схеме моста, как показано на фиг. 2. В каждое плечо моста включены последовательно четыре тензорезистора, расположенные по одному на каждом луче и воспр внимающие деформацию одинакового знакa:и равную по величине. Таким образом, под действием паразитных боковых сил и моментов от эксцентриситета и перекоса линии действия измеряемой силы происходит перераспределение деформаций в балках. Увеличение паразитной деформации каждого тензорезпстора компенсируется соответствующим уменьшением деформации противолежащего тензорезистора и т. д., включенных в одно плечо моста или в противолежащие плечи.
Тепзорезисторы 7 и 8 наклеены соответственно на невидимой стороне упругого элемента и а фиг. 1 це показаны, Предмет изобретения
Силоизмерптсльпый датчик, содержащий упругий элемент с установленными а нем тензорезисторами, включенными в мостовую схему, огличаюи ийся тем, что, с целью повышения точности, в нем упругий элеме т выполнен в гиде крестовины пз двух взаимно перпендикулярно расположенных рамок, составляющих лучи, исходящие из общего жесткого центра, «Bëäûé из которых состоит из двух расположенных В параллельных плоскостях и соеди нснцых на внешних концах короткой жесткой перемычкой балок прямоугольного сечения с минимальными размерами по длине.
353159
Фиг. Р
Составитель Г. Невская
Техред А. Камышникова
Корректор Е. Зимина
Редактор С. Хейфиц
Типография, пр. Сапунова, "
Заказ 3967,"10 Изд. Ма 1693 Тираж 406 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР
Москва, Я-35, Раушская иаб., д. 4(5
