Датчик усилий

Авторы патента:

G01L1/10 - путем измерения изменений частоты колебания напряженных элементов, например натянутых струн (с помощью резисторных тензометров G01L 1/22)

О П И--C--А-Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ пц 46l322

Фввв ббветоиии

Свциалистичееииа

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.06.72 (21) 1799834/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 25.02.75. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 08.04.75 (51) M. Кл. G Oll 1/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.781(088.8) (72) Авторы изобретения

Г. М. Кузьмичев и А. Г. Решетов

Тольяттинский политехнический институт (71) Заявитель (54) ДАТЧИК УСИЛИЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при измерении усилий и других параметров, преобразованных в силу.

Известные кварцевые датчики усилий, содержащие кварцевую пластинку-резонатор, автогенератор и силопередающие элементы, обладают недостаточно высокой точностью из-за несовершенства силопередающих элементов.

Предлагаемый датчик отличается от известных тем, что силопередающие элементы выполнены в виде кварцевых колец, соединенных механически с пластинкой-резонатором.

Это позволяет увеличить точность измерения усилия.

На фиг. 1 изображено устройство чувствительного элемента датчика кварцерезонансного частотного измерительного преобразователя; на фиг. 2 вЂ” включение кварцевого резонатора в цепь обратной связи активного четырехполюсника; на фиг. 3 вЂ” пример реализации датчика для измерения инерционных усилий, т. е. акселерометра.

Чувствительный элемент датчика состоит из кварцевого резонатора (дисковой или иной формы) 1 среза AT с электродами 2 и 3, расположенными с двух сторон, и двух элементов

4 и 5 для передачи механического усилия или давления. Преобразуемое воздействие прикладывается в направлении, совпадающем с направлением других волн, т. е. по толщине резонатора 1.

5 Кварцевый резонатор включен в цепь обратной связи активного четырехполюсника (см. фиг. 2), образую вместе с ним управляемый по частоте автогенератор.

Для устранения гистерезисных явлений и повышения точности преобразования воздействия в изменение частоты генератора кварцевый резонатор и элементы для передачи воздействий в месте контакта механически соединены или выполнены в виде единого целого

15 из монокристалла кварца с ориентацией кристаллографических осей, обеспечивающей при возбуждении появление упругих высокочастотных сдвиговых колебаний.

20 Силопередающие элементы выполнены в виде кварцевых колец, соединенных механически с пластинкой вЂ” резонатором, например, вакуумной пайкой или выполненный с ней за одно целое.

25 На фиг. 2 приведен пример реализации датчика для измерения инерционных усилий, т. е. акселерометра.

На диафрагмах 6 и 7 подвешена масса, состоящая из кварцевых колец 8 и 9 н кварце30 вой пластинки-резонатора 10. На корпусе 11

461322

Фиг.1

Фиг. 2 установлена гайка 12 для создания начальной нагрузки на пластинку-резонатор.

Датчик работает следующим образом.вЂ”

В исходном состоянии управляемый кварцевый автогенератор вырабатывает напряжение высокой частоты, определяемой резонансной частотой «свободного», механически не зажатого кварцевого резонатора. При изменении величины измеряемого воздействия вида усилия или давления через элементы, расположенные с двух сторон резонатора, происходит механическое зажатие кварца и изменение его резонансной частоты. Так как кварцевый резонатор определяет частоту генерируемого автогенератором напряжения, она изменяется по закону изменения во времени приложенного к кварцу воздействия. Полученный первичным кварцерезонансным измерительным преобразователем сигнал высокой частоты пода4 ется на вторичную преобразующую аппаратуру (на чертеже не показана).

Эффекты увеличения точности обеспечиваются за счет жесткой связи пластинки-резо5 натора с силопередающими элементами и «освобождения» от усилий центральной активной области кварца, Предмет изобретения

Датчик усилий, содержащий кварцевую пластинку-резонатор с электродами на противоположных гранях, автогенератор и силопередающие элементы, установленные на проти15 воположных гранях, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения усилий, силопередающие элементы выполнены в виде кварцевых колец, соединенных механически с пластинкой-резонатором.

461322

Фиг. 3

Составитель P. Александров

Техред А, Камышникова

Редактор Т. Иванова

Корректор Л. Котова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 847(10 Изд, № 438 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Похожие патенты:

Струнный генератор // 457900

Частотный датчик усилий // 447583

Вибрационно-частотный датчик для измерениямомента сил // 435465

Устройство крепления струны частотногодатчика // 434288

Устройство для измерения натяжения носителя магнитной записи // 434283

Устройство для измерения натяжения плоских пластин // 427244

Датчик силы с частотным выходом // 422985

Патент 411327 // 411327

Патент 410268 // 410268

Устройство для регулирования натяжения струн частотных преобразователей // 399743

Устройство для измерения параметров предварительно напряженных арматурных элементов железобетонных конструкций // 2103665

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

Способ определения оптимального месторасположения подкрепляющей опоры в стержне при потере устойчивости // 2175759

Изобретение относится к области испытания машиностроительных и строительных конструкций

Способ возбуждения и измерения частоты колебаний колебательного звена резонансных датчиков // 2269385

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

Способ и устройство извлечения информации о напряженно-деформированном состоянии гидротехнических сооружений // 2280846

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

Резонатор силочувствительный // 2329511

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

Высокочувствительные способ и устройство для измерения силы/массы с использованием системы фазовой автоподстройки частоты // 2334204

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

Устройство и способ контроля текучих сред // 2365886

Динамометр // 2051343

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

Полупроводниковый частотный преобразователь усилий // 2003062

Частотный датчик силы // 2039344