Кольцевой преобразователь силы

 

О П И С А Н И Е (и) 561880

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

7 с

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.06.75 (21) 2146607/10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.77. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 12.07.77

Государственный комитет

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

В. И. Печук, В. А. Кузнецов и Л. Д. Шевчук

Институт автоматики (71) Заявитель (54) КОЛЬЦЕВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИЛЫ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано, например, для измерения силы, веса, в частности усилий прокатки.

Известны силоизмерительные датчики, содержащие корпус и кольцевой упругий элемент с тензорезисторами, наклеенными на его поверхность (1, 2J

Известные устройства имеют недостаточную точность измерения, обусловленную тем, что в них тензорезисторы преобразуют местные деформации упругого элемента и поэтому их выходной сигнал зависит от неточности и перекосов установки датчика, а также от равномерности распределения нагрузки и внецентренности ее приложения.

Кроме того, указанные устройства имеют малую надежность, что обусловлено влиянием состояния поверхностей, контактирующих с упругим элементом в зоне наклейки тензорезисторов, на их выходной сигнал, которое изменяется в,результате коррозионного и абразивного износа.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь усилий, содержащий кольцевой упругий элемент, .рабочие и компенсационные тензорезисторы (31, позволяющий обеспечить снижение его чувствительности к поперечным усилиям.

Однако этот преобразователь также обладает недостаточными точностью и надежностью.

Для повышения надежности и точности измерения в предлагаемом устройстве кольцевой упругпи элемент выполнен в виде гофрированного швеллера с полками разной жестlo кости, а рабочие тензорезисторы закреплены на стойках, размещенных под гофром по концентрическим окружностям. Соотношение жесткостей полок швеллера может быть выбрано в пределах 2 — 8.

15 На фиг. 1 показан общий вид описываемого преобразователя; на фиг. 2 — вариант крепления тензорезисторов к стойкам.

Преобразователь силы состоит из корпуса

1, кольцевого упругого элемента 2 с полками

2Q 3 и 4, сепаратора 5, рабочих тензорезисторов

6, закрепленных на стойках 7 и 8, и компенсационных тензорезисторов 9.

Жесткость полки 3 в 2 — 8 раз меньше жесткости полки 4. Стойки 7, 8 расположены по

25 концентрическим окружностям.

Преобразователь работает следующим образом. При воздействии нагрузки по оси упругого элемента 2 он деформируется, вызы561880

3 вая радиальное перемещение без трения полки 3, а вместе с ней и стоек 7. Стойки 8 при этом практически не перемещаются. 3а счет разницы радиальных перемещений стоек 7 и

8 рабочие тензорезисторы б, закрепленные на них, деформируются, что приводит к появлению на выходе преобразователя электрического сигнала.

При работе преобразователя тензорезисторы б воспринимают интегральную деформацию упругого элемента, благодаря чему уменьшается влияние неравномерности распределения нагрузки, перекосов установки устройства на его выходной .сигнал, а также уменьшается влияние, местного износа поверхностей, контактирующих с упругим элементом. Зто приводит к повышению точности измерения и наде кности. Сепаратор, кроме того, .позволяет уменьшить влияние торцового трения на работу преобразователя, а тензорезисторы 9 т озволяют уменьшить его температурную погрешность.

Формула изобретения

1. Кольцевой преобразователь силы, содержащий корпус, кольцевой упругий элемент, рабочие и компенсационные тензорезисторы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерения, кольцевой упругий элемент выполнен в виде гофрированного швеллера с полками разной

1о жесткости, а рабочие тензорезисторы закреплены:на стойках, размещенных под гофром по концентрическим окружностям.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а юшийся тем, что соотношение жесткостей по16 лок швеллера выбрано в пределах 2 — 8, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Японии № 55-38397, кл. 111С12, опубл. 1970.

20 2. Патент ФРГ ¹ 1050571, кл. 42к 7/05, опубл. 1968.

3. Патент США № 3788133, кл. 73 — 141А, опубл. 1974 (прототип).

561880

Р м, 2

Составитель И. Панин

Техред И. Карандашова

Редактор С. Хейфиц

Корректор Н. Аук

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1530/5 Изд. ¹ 531 Тираж 1109 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н откргятий

113035, Москва,, гК-35, Ргушская иаб., д. 4 5