Датчик усилий

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Сециапистичесиих

Рес ублик i«938069 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 04. 12. 80 (21 ) 3211833/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 23. 06. 82. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 25 06 82 (51)М. Кл.

G 01 L 1/16

9мудерстиккьй квиктвт

СССР ав двлаи нэобретеннй н открытк» (53) УДК531.781 (088.8) (72) Автор .. изобретения

И.Е. Сырмолотнов ak I

1, „1 ф

Рязанский радиотехнический институт

« % (7l ) Заявитель

«" «» (54) ДАТЧИК УСИЛИЙ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения усилий, веса, давлений и других механических величин.

Известно устройство для измерения усилий, содержащее пьезоэлемент с электродами, генератор электрических колебаний, измерительный прибор и силопередающие элементы в виде накладок, через которые усилие прикладывается к пьезоэлементу (1).

Однако это устройство не обладает требуемой точностью измерений, так как площади соприкосновения поверхностей пьезоэлемента и силопередающих . элементов изменяются из-за слу.чайных трений на границах контакта.

Кроме того, диапазон измеряемых усилий этого устройства ограничен в области больших усилий и определяется размерами пьезоэлемента.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо2 му результату является датчик усилий, содержащий пьезопластину и размещенные на одной из ее поверхностей на заданном расстоянии встречно-штыревые электроды Г2 1.

Недостатком известного является сравнительно невысокая точность измерений особенно при больших значениях измеряемых величин, когда в пьезопластине могут возникать поперечные изгибные деформации, величина кото.рых может превосходить напряжение растяжения-сжатия.

Цель изобретения - повышение точности измерений °

Поставленная цель достигается тем, что датчик усилий снабжен стаканом, на дне которого. закреплена пьезопластина другой своей поверхностью, 20 мембраной с жестким выступом, закрепленной на открытом торце стакана, и силопередающим элементом, связанным с жестким выступом мембраны и выпол- ненным в виде сферического тела, раз93806

Формула и зобретения

rrrr rrrr фИС.!

ВНИИПИ Заказ 4446/62 Тираж 887 Подписное филиал ППП "Патент", г ° Ужгород, ул. Проектная, 4 мещенного между электродами и взаимодействующего со средней частью пьезопластины;

На фиг. 1 изображен датчик усилий, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на

Фиг. 1.

Датчик усилий содержит пьеэопластину 1, размещенные на ее поверхности встречно-штыревые электроды 2 и 3.

Датчик снабжен стаканом 4, мембра- )o ной 5 с жестким выступом 6 и силопередающим элементом 7, связанным с жестким выступом 6 мембраны g и размещенным между электродами 2.

Через выводы 8- 11 осуществляется 15 гальванический контакт встречно-штыревых электродов 2 и 3 с внешними электрическими цепями.

Датчик работает следующим образом. го

С помощью встречно-штыревого электрода 2 возбуждается в верхнем слое пьеэопластины 1 акустическая волна, которая при отсутствии механических напряжений на участке между встречно- штыревыми электродами 2 и 3 достигает встречно-штыревого электрода 3 через определенное время То и преобразуется в электрический сигнал. При создании локальных механических напряжений в пьезопластине 1 в окрестности силопередающего элемента 7 время задержки сигнала изменяется пропорционально измеряемой величине за счет изменения длины пути и скорости

35 акстической волны.

Уменьшение поперечных составляющих механических величин осуществляется

9 4 эа счет отсутствия изгибных деформа- . ций, так как пьезопластина 1 закреплена на дне стакана 4, а силопередающий элемент 7 выполнен в виде сферического тела.

Таким образом, предлагаемый датчик обеспечивает необходимую точность и надежность и благодаря простоте конструкции может быть широко использован для измерения различных механических величин.

Датчик усилий, содержащий пьезопластину и размещенные на одной из ее поверхностей на заданном расстоянии встречно-штыревые электроды,,о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен стаканом, на дне которого закреплена пьезопластина другой своей поверхностью, мембраной с жестким выступом, закрепленной на открытом торце стакана, и силопередающим элементом, связанным с жестким выступом мембраны.и выполненным в виде сферического тела, размещенного между электродами и взаимодействующего со средней частью пьезопластины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. АвТорское свидетельство СССР 315963, кл. G 01 1/ i6, 1971 °

2. Патент США Р 4.096.740, кл. G 01 В 7/16, 1978 {прототип).