Устройство для измерения усилий

Авторы патента:

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

Всесо аэная е,щу тле- т.ех.к.: ч е"- к @

О П И С А 55в1зз

ИЗОБРЕТЕН

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено02,02,76 (21) 23188 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.05.77. Бюлл (45) Дата опубликования описани

1) М. Кл

5 01 ). 1/10

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий

З) УДК531 ° 781 (088.8) (72) Автор изобретения

E. А, Карцев (71) Заявитель

Московский институт электронного машинострсения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМ ЕРЕНИЯ УСИЛИЙ

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения усилий в автоматизированных системах управления технологическими процессами. 5

Известные устройства для измерения усилий, выполненные на базе упругого чувствительного элемента и вибрирующего элемента в виде перемычки или струны, функционально связанной с измеряемым усили- l0 ем, не обеспечивают требуемой точности измерения (lj, (2).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения усилий, содержащее упру- 5 гий чувствительный элемент в виде цилиндра с силовоспринимаюшими элементами, струну с магнитной системой возбуждения колебаний, усилитель и регистратор j 3).

Однако оно так же не обеспечивает требуемой точности измерений, обусловленной гистерезисом в материале упругого чувст» вительного элемента.

Бель изобретения вЂ” повышение точности изм ер ения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем упругий чувствителыый элемент в виде цилиндра с силовоспринимаюи.пми элементами, струну с магнитной систелюй возбуждения колебаний, усилитель и регистратор, в упругом чувствительном элементе выполнен сквозной сил1метрично расположенный относительно продольной оси Н-образный паз, к внутренним выступам которого прикреплены концы струны, при этом деформирующиеся части упругого чувствителыюго элемента образова.ъi наружной поверхностью цилиндра и поверхностял и Н-образного паза, а длина деформирующейся части упругого чувствительного элемента больше длины струны не менее чем в 1,5 раза.

На фиг. 1 приведено устройство для измерения усилий, обид-й впд; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1: на фиг. 3 - разрвз

Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 вЂ” разрез В-В на фиг. 1. (Г1унктирол. на фиг. 2 и 3 изображен возможный профиль Т-образной форл.ы деформирующейся части уп руге го элемента).

559135

Устройство содержит упругий чувствительный алел»е»п F5 BvgB пилиндра 1 с силовоспринимсцон»ими элементами в виде проушин

2. В упругий чувств»»тельный элемент введен сквоз»юй симметрично расположенный oTIIoситель»1О продольной оси цилиндра H-обрыный паз, к Внутренним Выступал» 3 и 4 коTOp0 IlpIII»j l BI»I»BI»I I KOII1IbI CTp IIhI 5 IIOC редством накладок 6 и 7. Накладки фиксируются винтами 8 и штифталп» 9. Стру- »О на 5 поме»цена В воздушный зазор магнитной системы 10 (постоянного магнита) возбух»де1»1»я ее колеба»»ий. Плоскости выступов 3 и 4, на которых зафиксированы концы струны ", лежат в диал»етральиой 15 плоскости цилиндра 1. Защитный кожух 11 прикреплен к торцовой части упругого чувств1»телы»ого элемента Винтами (на чертеже не 11оказ»1ны). Один конец струны 5 электрически изолпровап От упругого чув- 20 ствительного элемента 1 посредством слюд я»Гь1х прок iQJIol» (на черте?ке IIB пОказа1»ы ) или злектро11зол1ш11011ного IICKpbITI»SI нане сенногo IIQ соi»р1»касаю110»еся IIJiocKocTF» Bhl ступов 3 и " и накладок 6 и 7 соответ- 25 ственно, Размер».1 длIII»t>f Р > с тру"ны 5 H BbIO0 ты с» 1- -Образного паза выбирают такими, чтобы отношение с» к р О было не менее 1,5. 30

Концы струны 5 подсоединены к электронному усилителю 12 с положительной обратной связь»о (на чертеже не показана), выход которого соединен с регистратором

13, В качестве такого регистратора может быть ис11ользован, 1»апример, электронно-счетный частотомер.

Устрой»ство работает следующим образом.

При пр11поже»»ип к проушинам 3 и 4 из- 40 мер немого уси1п»я, напраВленного ВдОль продольной оси, деформирующиеся части, jIIp JTopo ч-,уьст1511тел»и»ого злел» »та 1, Образованные наружной поверхностью пили»»дра и поверхностями Н-образного паза, удлиня»ется. Расстоя»п»е между торцовыми частями Выступов 3 и 4 увеличивается, что вызывает увелпче»гие упругой деформации струны 5 и изменение частоты ее поперечных колебаний, 50

Электрический частотнь-модулирован,вЂ” ный сигнал снимается с Выхода электронного усилителя 12 и измеряется регист» ратором 13.

Высоту с» деформируюшейся части упругого чувствительного элемента выбираг т значительно больше длины Р„струны.

При равных абсолютных значениях удлинений струны и деформируюшейся части упругого чувствительного элемента относительная упругая деформация чувствительного элемента будет в а/P раз меньше, чем струны. Следовательно, и удельное напряжение растяжения в деформирующихся частях упругого чувствительного злел»ента будет в 0»/Р, раз меньше, чем в струне. В связи с этим значительно уменьшается и погрешность измерения, Обусловленная гистерезисом в материале упругого чувствительного элемента.

Использование изобретения позволяет повысить точность измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения усилий, содержащее упругий чувствительный элемент в Виде цилиндра с силовоспринимающил»и элементами, струну с магнитной системой возбуждения колебаний, усилитель и регистратор, о т л н ч а ю III е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в упругом чувствительном элементе выполнен сквозной симметрично расположеивЂ” ный относительно продольной оси Н-обрю ный паз, к внутренним выступам которого прикреплены концы струны,при этом деформирующиеся части упругого чувствительного элемента образованы наружной поверх ностью пили»»дра и поверхностями Н-образного паза, а длина деформирующейся части упругого чувствительного элемента больше длины струны не менее. чем в 1,5 раза.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 284368, М. Кл. G 01 L 1/10, 1968.

2. Новицкий П. В. и др. цифровые приборы с частотными датчиками", "Энергия, М,, 1970, с. 124, рис. 5.1.б.

3. Сборник трудов НИКИМП, ч. 1, изд.

Энергия, М„1970, с. 101, рис. 8 (про1 тотип).

b-6

Фиг 2

Составитель М. Базовкин

Редактор Т. Иванова Техред И. Асталош Корректор В. Галас

Заказ 1 500/95 Тираж 1 10 1 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

11 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППГ1 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Вибрационно-частотный датчик с температурной компенсацией // 540160

Автогенератор струнного датчика // 523311

Устройство для измерения усилий // 513275

Способ испытания конструкций // 509798

Устройство для измерения усилий // 508693

Струнный преобразователь силоизмерительного датчика // 502245

Частотный преобразователь усилий // 501304

Струнный преобразователь // 496477

Устройство для измерения жесткости контактных групп // 493666

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