Устройство для измерения изгибающегомомента

 

Сеез Сеюемкнк

Сецкаллстичеакик

Уеслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (ss) 808884 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 11. 04. 78 (21)2 6 Об 858/18-10 с присоединением заявки ¹â€” (23) 0риоритет—

Опубликовано 280281. бюллетень в 8

G 01 L 3/10

Государстненннй коинтет

СССР но аеяам нзобретеннй н откритнй (53) УДК 531. 781 (088. 81

Дата опубликования описания 280281 (72) Авторы изобретения

Л. С. Бойко, A. Г. Лымарь и И. Е. Дебривны

Всесоюзный научно-исследовательский и прое конструкторский институт редукторостроения (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗГИБАЮЩЕГО МОМЕНТА

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к измерению изгибающих моментов, возникающих в консольно закрепленных строительных конструкциях, деталях машин и может быть использовано в / процессе испытаний строительных конструкций, а также механических соединительных муфт.

Известно устройство, содержащее две пары проволочных тенэорезисторов, расположенных в разных сечениях 51).

Однако это устройство обладает невысокой точностью, так как требует дополнительной математической обработки полученной .информации.

Известно устройство,.в котором компенсационный тензорезистор заменен рабочим и расположен в диаметрально-противоположно оставшемуся в плече полумоста рабочему тенэорезистору L2$.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения изгибающего момента, содержащее консольный упругий элемент с переменными сечениями, в каждам из которых уста° новлена пара тензореэисторов, которые между собой размещены диаметрально-противоположно в поперечном сечении, причем каждый из тензорезисторов одной из пар с противоположным тензореэистором другой пары включены в соответствующие плечи измерительного полумоста 3).

Недостатками известных. устройств о является невысокая производительность иэ-эа наличия погрешности на результат измерения изгибающего момента от действия поперечных и осевых сил, Цель изобретения - повышение производительности измерений йутем автоматического исключения погрешностей от действия радиальных и осевых сил.

29 Поставленная цель достигается за счет того, что пары тензореэисторов установлены, исходя из соотношения: 4 d = Х,О где В и Ф вЂ” расстояния от места

25 приложения силы до сечений установки пар тензорезисторов соответственно;

d и 0 - диаметры упругого эле-.

ЗО мента в этих сечениях.

ВОВВВ4

q, а, а, Е Fz ЕР Е " ЕР— моду дета 6 где Е

P з

С„и

Я и W>

F u

На фиг. 1 дана схема расположения тензор:ьэисторов на детали, на фиг. 2 — электрическая схема.

Данное устройство содержит консольный упругий элемент переменного сечения, например, 1 и 2, в каждом из которых установлена пара тенэореэисторов 3,4 и 5,6, которые между собой размещены на упругом элементе диаметрально-противоположно в поперечном сечении. Тенэорезисторы 3 и б последовательно соединены и образуют одно из плеч полумоста, другое плечо полумоста образуют последова- тельно включенные тенэореэисторы

5 и 4.Полумост подключают ко вторичной аппаратуре (не показана) 35

Устройство работает следующим образом.

При одновременном возникновении поперечной силы Р, продольной О и изгибанщего момента И 3, деформация 20 наружных волокон материала детали в зоне размещения тензорезисторов 3,4, 5 и б с учетом включения в полумост, где знаками (+) и (-) условно отмечены полярности напряжения плеч от- 25 носительно средней точки полумоста, выразится

ИИр Мц Ми4 +Hg Р В Рз В

g .ф -Ф

ЕЖг Е Щ < f. wz E%z E Wq Я

Р1 В2 Р5 С2 02 Яд Gh G 5"

Emг„EEEq ЕГ EF1 ТР EFz ль упругости материала ли; изгибающие моменты от

Nизг ° деформирующие наружные волокна детали в зоне расположения тен- 40 эорезисторов 3,4,5 и 6 соответственно; — усилия растяжения (сжатия) от силы Р,действующие в зоне расположения тензорезисторов.3,4,5 и б соответственно; — расстояния от места приложения силы Р до сечений 1 и 2 в зоне расположения тензорезисторов

3;4 5 и бе усилия растяжения (сжатия) от силы Q, деформирующие наружные волокна детали в зоне расположения тензорезисторов 3,4, 5 и 6 соответственно; — моменты сопротивления относительно оси расположения тензореэисторов я) . 3,4, 5 и б в сечениях

1 и 2 соответственно. — площадь поперечного сечения детали в сечениях

1 и 2 соответственно.

Так как для любых деталей,симметричных относительно оси расположения тензорезисторов 3,4,5 и б осевые моменты сопротивления в диаметральнопротивоположных точках равны, то: и н> М и> ми 4 Р2 Cz PCz РэС1

Е Ф/ БЮ ЯЯ/. Р У„Е м у 6 д

Р С а, деформация же детали от продольных сил обратно-пропорциональна площади поперечного сечения детали, поэтому:

Тогда выражение (1) будет и Ми Р Сг РзС )

6- —,(, — „, Примем: Р -= — = Р при условии 2 Wq

С d = 1„0, тогда выражение (1) з з примет вйд f (и и ) Поскольку В для детали иэ одного материала величина постоянная, а величина изгибающего момента пропорциональна жесткости детали; то можно записать:

2 Ф -Юа)

Е ° Я Х

Тогда 8 = К "чзг

В результате достигается автоматическая компенсация неизмеряемых ранее сил.

Использование устройства при испытаниях строительных конструкций и механических муфт позволит ускорить проведение испытаний, поскольку возможно проводить визуальный контроль правильности процесса измерений беэ предварительной обработки получаемой информации.

Формула изобретения

Устройство для измерения изгибакщего момента, содержащее консольный упругий элемент с переменными сечениями, в каждом из которых установлена .пара тензорезисторов, которые между собой размещены диаметральнопротивоположно в поперечном сечении, причем каждый из тензорезисторов одной из пар с противоположным тензореэистором другой пары включены в соответствующие плечи измерительного полумоста, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности измерений путем автоматического исключения. погрешностей от действия радиальных и осевых

808884

Рие.1

Составитель О. Малеева

Редактор П. Макаревич Техред Ж.КастелеиичКорректор В ° Синицкая

Заказ 399/44 Тираж 918 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сил, пары тензорезисторов установле ны, исходя из соотношения:Ф d = В D

S = 1 Р где В» и  — расстояния от места приложения силы до сечений установки пар тензорезисторов соответственно;

1 и 0 — диаметры упругого элемента в этих сечениях.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 94161, кл. Я 01 L 1/04, 1951.

2 ° Авторское свидетельство СССР

334494, кл. G 01 L 1/22 с 1970.

3 ° Авторское свидетельство СССР

Р 567942, кл. G 01 L 3/10, 1975 (прототип).