Тензометрический датчик сил

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

375500

Союз Соеетских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт, свидетельства №вЂ”

М. Кл. G i01l 1/22

Заявлено 18 111.1971 (№ 1634916/18-10) с присоединением заявки №вЂ”

Пр иор итет

Опубликовано 23.111.1973. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 26.VI.1973

Комите1 по делам изобретений и открытий при Сосете Министров

СССР

УДК 531,781(088.8) Авторы изобретения

М. У. Кацнельсон, М. А. Павловской, Б. М. Сергеев, Б. А. Селиверстов, В. Е. Петров, С. В. Лебедева, И. И, Левин, Ю. Ю. Дербенев и Л. Ф. Рыбалкина

Всесоюзный научно-исследовательский и экспериментальноконструкторский институт продовольственного машиностроения

Заявитель

ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК СИЛ

Изобретение относится к области силоизмерительной техн и ки.

Известные датчики для осевых и тангенциальных сил, содержащие два упругих элемента, од ин из которых выполнен в в иде полого цилиндра, а другой — в виде стержня со сферическим концом, размещенного внутри цилиндра, и оилоприемную головку, недостаточно точны из-за взаимного влияния составляющих усилий на деформацию упругих элементов.

Предлагаемый датчик отличается тем, что в нем силоприемная головка связана с цилиндром с помощью шариков и упругих перемычек, равномерно расположенных,по окружности с центром по оси упругих элементов, а со стержнем — через его сферический конец.

Это позволяет повысить точность измерений.

На чертеже показан датч и к сил.

Датчик состоит из корпуса 1, упругого элемента 2, работающего на сжатие, упругого элемента 3 в виде стержня, работающего на изгиб, шайбы 4, шар иков 5, равномерно расположенных по окружности с центром, лежащим на оси датчика, и уплотнения 6 из натуральной пробки. Упругий элемент 2 представляет собой деталь, участок 7 которой имеет форму тонкостенной трубки, участок 8 — форму кольца, а участок 9 (силопр иемная головка) выполнен в виде шайбы, Силоприемная головка 9 соединена с участком 8 упругими перемычками 10, расположен5 ными под углом 90 одна относительно другой и под углом 45 относительно шариков, соприкасающихся одновременно с обоими участками (вершины названных углов находятся на оси симметрии датчика). В расточку

10 головки 9 входит без зазора сферический конец элемента 8.

На участке 7 упругого элемента 2 наклеен тензорезистор 11, длина которого равна периметру трубочки (тензорезистор с широким осно15 ванием), тензорезистор опоясывает упругий элемент.

Обычные прямоугольные тензорезисторы 12, 18, 14 и 15 наклеены на у,прупий элемент 8.

Тензорезисторы 12 и 13 репистрируют изгиб

20 стержня в плоскости чертежа, а тензорезисторы 14 и 15 — в плоскости, перпенди кулярной плоскости чертежа, и включены в разные.плечи измерительного моста.

Выводы от тензорезистора 11. укладывают

25 в две канавки 16, а от тензорезпсторов 12, 13, l4 и 15 — в отверстия 17. Шайба 4 закрывает отверстие в головке датчика, в которое входит нагружающее устройство прп тарированпи датчика.

375500

Датчик работает следующим образом.

Сила, приложенная к головке 9 датчика вдоль его оси, через шарики 5, перемычками 10 и участок 8 передается на тонкостенную трубку. 7, вызывая ее сжатие. Величина сопротивления тензорезистора 11,пропорциональна величине осевой силы не зависимо от положения точки ее приложения к головке датчика, так ка к изгибающий момент, который .возникает при внецентренном сжатии трубки, вызывает деформации, не изменяющие общего сопротивления тензорез истора 11.

При этом упругий элемент 8 не деформируется, Силы, действующие по касательной к поверхности головками датчика, стремятся сдвинуть ее относительно трубки, однако препятствуют этому перемычки 10, упругий элемент

8 и уплотнение б. Жесткость упругого элемента 8 выбирают значительно выше жесткости перемычек и уплотнения, поэтому практически полностью эти силы передаются элементу 8.

Изгиб другого элемента привод|ит .к изменению сопротивлений тензорезисторов 12, 18 или 14, 15, что позволяет определить величины сил, касательных к поверхности силопри5 емной головки.

Предмет изобретения

Тензометрический датчик сил, содержащий

10 закрепленные в корпусе два упругих элемента, один из которых выполнен в виде полого цилиндра, а другой — в виде стержня со сферичеок им концом, размещенного внутри цилиндра, и силоприемную головку, отличаю15 и ийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в нем силоприемная головка связана с цилиндром с помощью шариков и упругих перемычек, равномерно расположенных по окружности с центром по оси упругих эле20 ментов, а со стержнем — через его сферический конец.

37550О

Ю-5

Составитель В. Герасимова

Техред Л. Богданова Корректор С. Сатагулова

Редактор Г. Рыбалова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1739/14 Изд № 1383 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 415