Устройство для измерения усилий

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАН

ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено02 р2 76 (21) 23188 с присоединением заявки №Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делан изобретений н открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.Q5.77,Бюллет (45) Дата опубликования описания (72) Автор изобретения

E. А. Карцев (71) Заявитель

М оск овский институт электронного машинестроеныя (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения усилий в электронной электротехнической, авиационной и других отраслях промышленности.

Известные устройства для измерения усилий, выполненные на базе упругого чув птвительного элемента в виде двух колец и вибрирующих перемычек или струн, не обеспечивают требуемой точности измерения и линейности выходной характеристики.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения усилий, содержащее упругий чувствительный элемент в аиде цилиндра, силовоспринимающие элементы, струны с магнитной системой возбуждения, усилители и регистратор. Однако оно также не обеспечивает требуемой точности измерения и линейности выходной характеристики.

Цель изобретения — повышение точнс сти измерения и линейности выходной характ еристики.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем упругий чувствительный элемент в виде цилиндра, силовоспрннимающие элементы, струны с магнит» ной системой возбуждения, усилители, смеситель и регистратор, в упругом чувствительном элементе выполнены сквозной прямоугольный паз с выступом и расположен-. ные внутри этого паза два Г-образных

ip rкrр rоrrнrrшrrт rей rнrrа r р а зrнrrоrй rдrrлrrиrrнrыrr, на большем из, которых закреплены постоянные магниты магнитной системы возбуждения струн, конmr одной из которых прикреплены к свободным концам Г-образных кронштейнов, 15 а другой — к выступу и к свободному концу Г-образного кронштейна меньшей длины, причем суммарная длина струн выполнена меньше длины деформнрующихся частей упругого чувствительного элемента, обраL .

20 зоваи ых наружной поверхностью цилйнцра и поверхностями паза.

На фиг. 1 изображено устройство для измерения усилий, разрез; на фнг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — разрез А-А

25 на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на

559136

20

15

S5 фиг. 2; на фиг. 5 - структурная схема устройства для измерения усилий.

Устройство содержит упругий чувстви тельный элемент 1 в виде цилиндра, в теле которого выполнен сквозной прямоугольный паз с выступом 2, и расположенные внутри этого паза два Г-образных кронштейна 3 и 4 разной длины, на большем из которых (на кронштейне 4) закреплены постоянные магниты 5 и 6 магнитной системы возбуждения двух металлических струн 7 и 8, концы одной (струны 7) из которых прикреплены накладками 9 и 10, поджимаемыми винтами 11 к свободным концам Г-образных кронштейнов 3 и 4, а другой струны 8 - к выступу 2 и к свободному концу Г-образного кронштейна 3 меньшей длины; силовоспршп мающие элементы 12 и 13, выполненные в виде проушин за одно целое с цилиндрическил упругим элементом 1; усилители 14 и 15; смеситель 16 и регистратор 17.

Для электрической изоляции концов струн 7 и 8 от тела упругого чувствительного элемента плоскости выступа 2 и Г-образного кронштейна 4 большей длины выполняют ниже продольной оси симметрии устройства и на ННх устанавлива»

1 ют накладки 18 и 19, под которые подкладывается слюдяная прокладка 20. Под шляпки винтов 21, крепящих накладки 18 и 19 к поверхности выступа 2 и кронштейна 4, устанавливают слюдяные шайбы 22.

Винты 21 проходят в отверстиях накладок с зазором. Таким образом накладки 18 и

1 9 электрически изолированы от тела упругого чувствительного элемента. Плоскости накладок, между которыми зажимается струна, обычно притираются, а взаимное положение накладок фиксируется штифтами.

В основу работы устройства положен струнный метод измерения деформаций упругого чувствительного элемента под действием измеряемого усилия P. При отсутствии измеряемого усилия собственные частоты -поперечных колебаний струн име1 ют вполне определенные значения и, например, могут быть равны между собой.

При положении какого-либо измеряемого усилия P к проушинам происходит упругая деформация сегментообразных перемычек упругого чувствительного элемента и расстояние между меньшими стенками внутреннего прямоугольного паза увеличивается. При этом увеличивается расстояние между выступом 2 и коротким концом Гобразного кронштейна 3 меньшей длины и уменьшается расстояние между короткими концами Г-образных кронштейнов. По этой причине величина упругой деформации струны 8 увеличивается, а струны .7 — уменьшается. Соответственно частота струны 8 возрастает, а струны 7 - уменьшается. Ес ли при этом из частоты струны 8 вычесть частоту струны 7, то полученная разность частот будет пропорциональна измеряемому усилию P.

С выхода усилителей 14 и $5 частоты струн 8 и 7 (соответственно и fz) подаются на смеситель 16, на выходе кото« рого выделяется разность частот51= - 1, величина которой прямо пропорциональна измеряемому усилию P и которая подается на регистратор 17. Для получения отсчета в цифровой форме можно использовать электронно-счетный частотомер (ЗЧ) . Кроме того, сигнал может быть подан на цифропечатающую машину (ЦПМ) и в управляющую электронно-вычислительную машину (ЭВМ).

Испытания устройства показали, что его погрешность в несколько раз меньше погрешности известных устройств аналогичного назначения, а выходная характе-. ристика практически линейна.

Формула изобретения

Устройство для измерения усилий, содержащее упругий чувствительный элемент в виде цилиндра, силовоспринимающие элементы, струны с магнитной системой возбуждения, усилители, смеситель и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и линейности выходной характеристики, в упругом чувствительном элементе выполнены сквозной прямоугольный паз с выступом и расположенные внутри этого паза два Г-образных кронштейна разной длины, на большем из которых закреплены посто/ янные магниты магнитной системы возбужI дения струн, концы одной из -которых прикреплены к свободным концам Г-образных кронштейнов, а другой — к выступу и к.. свободному концу Г-образного кронштейна меньшей длины, причем суммарная длина струн выполнена меньше длины деформирующихся частей упругого чувствительного элел1ента, образованных наружной поверх.ностью цилиндра и поверхностями паза.

559136

t»

Г. .», Ф»» э»,;»,r

/If =h-3z

Составитель М. Баэавкин

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

Закаэ 1500/95 Тираж 1 10 1 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Миниатров СССР по делам иэобрвтений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыскаа наб., д. 4/5

Филиал IIFIFI Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4