Датчик силы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬЕЕт ЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

III) 5I42l3

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22 ) Заявлено 28.03.75 (21) 2117602/10 с присоедш1енпем заявки Й (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.76. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 22.06.76 (51) М. Кл.-" G 01L 1!22

Государственный комитет

Совета Министров СССР но делам изооретеиий н открытий (о3) УДК 531.781(088.8) (72) Авторы изобретения

Е. Г. Буканов, И. И. Лифанов, Б. P-И. Лойцкер, В. P. Санто и Е. В. Шкварников

Научно-исследовательский и конструкторский институт испытательных машин, приборов и средств измерения масс (71) Заявитель (54) ДАТЧИК СИЛЫ

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано в гесо- и силоизмерителbHblx уcTpOHствах.

Известны тензорезисторные датчики силы с упругим элементом, выполненным в виде рамки (1, 2).

Известен также датчик силы, содер>кащий упругий элемент с тензорезисторами, выполненный в виде рамки из трех параллель:o расположенных в одной плоскости балок одинаковой толщины, причем в центре каждой балки расположены грузоприемные элементы, а концы балок соединены между собой жестким брусом.

Таким датчикам свойственны недостатки, обуслозлснпыс малой жесткостью из-за оольших перемещений упру1ч1х балок, что снижает точность измерения переменных нагрузок, уменьшает быстродействие и усложняет конструкцию датчика в отношении узлов герметизации. Кроме того. эти датчики 11ме1от певысоку1о точность из-за влияния дополнительных деформаций, вызваIIIlblx смещением жестких брусов действием дополнительного изгибающего момента

Для увеличения точности в предло>кенном датчике на жестком брусе в продолжении зазоров между балками выполнены пазы и пересекающие их под прямым углом упругие шарниры, ось вращения которых лежит в нейтральной плоскости балок.

На фиг. 1 и 2 изобр жены конструктивные схемы описываемого датчика с различным выполнением упруг11х шарниров; на фпг. 3 — вид сверху описываемого датчика.

5 Датчик содержит упругий элемент в виде рамки из трех параллельно расположенных в одной плоскости балок 1, 2 одинаковой толщины. Крайние балки 1 имеют ширину, равную половине ширины средней

10 балки 2. В центре каждой оалки расположены грузоприемныс элементы 3 и 4, а концы балок соединены между собой жесткими брусами 5. На одной илп трех балок в местах наибольших деформаций расположены тензо15 резисторы 6. На фпг. 1 упругий шарп:Ip обра:onalI смещенными капавкa»117, 8 на верхней и нижней поверхности бруса, а на фиг. 2 упругий шарнир образован параллельными цилиндрическими поверхностями 9. Датчик кре20 пптся через грузоприемпые элементы 3.

Под действием измеряемой cII ibl Ha жесткий грузопрпемный элемент 4 и реакций в местах крепления грузоприемных элементов 3 в балках 1 и 2 возникает деформация пзгпоа, кото25 рая воспринимается тензорезисторамн б. преобразующими ее в электрический сигнал, пропорциональный измеряемой силе.

Наличие пазов 10 и упругих шарниров 11 в жестком брусе 5 исключает действие дополни30 тельного изгибающего момента, свойственного жесткой заделке концов балок, а также позво514213

Формула изобретения

A-A

Сост а в ит ел ь В. Роди н

Текред Е. Подурушина

Редактор С. Хейфиц

Корректор A. Николаева

Заказ 1314/3 Изд. ¹ !326 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, jK-35, Раушская наб., д. 4/5 Типография. пр, Сапунова, 2 ляет при той же чувствительности уменьшить длину рабочих участков балки по сравнению с известными и увеличить жесткость за счет уменьшения суммарного прогиба всех балок рамки под действием измеряемой силы, что существенно повышает точность работы датчика. Кроме того, расположение осей вращения шарниров на нейтральной плоскости балок также позволяет повысить точность за счет линеаризации характеристик преобразования датчика силы.

Датчик силы, содержащий упругий элемент с тензорезисторами, выполненный в виде рамки из трех параллельно расположенных в од11ой плоскости балок, причем в центре каждой балки расположены грузоприемные элементы, а концы балок соединены между собой жестким брусом, отличающийся тем, что, с

5 целью увеличения точности, на жестком брусе в продолжении зазоров между балками выполнены пазы и пересекающие их под прямым углом упругие шарниры, ось вращения которых лежит в нейтральной плоскости балок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. И. Баллон, «Силомерные датчики с малыми пределами измерения», «Мегез es Anto15 matika» 1969, т. 17, № 12, стр. 448 — 452.

2. Патент Великобритании № 974519, кл.

G1W, 1961.