Датчик силы

 

ОП ИСАКИИ 976З1О

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

{61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22)Заявлено 21.07.81 (21) 3321829/18-10 с присоединением заявки,%—

{23)йриоритетОпубликовано 23.11.82. Бюллетень № 43 (51)M. Кд.

G 01 L 1/16 ЬвудэрствеввИ квинтет

СССР ав делан взвбрегеиив

° и отхрытнй (53) УЙК 531. 78 (088.8, Дата опубликования описания 23. 1 1. 82

{72) Авторы изобретения

В. Я. Баржин, Ф.Ф. Колпаков, Ю. С. Ймалий и В. А. Шевелев (7l) Заявитель.

Харьковский ордена Ленина авиационный институт им. H. Е,Жуковского (54) ДАТЧИК СИЛЫ

Изобретение относится к технике .измерения сил в статических условиях.

Известен датчик, состоящий иэ линзового резонатора, выполненного в виде перемычки в пьеэокварцевом. цилиндре, заполненном гелием и закрытым крышкой из пьезокварца, основанный на преобразовании измеряемого параметра в частоту генерации путем всестороннего сжатия пьезокварцевого цилиндра, внутри которого находится чувствительный элемент llj.

Недостатком этого датчика является то, что динамический диапазон датчика ограничен предельными прочностными свойствами резонатора.

Наиболее близким к изобретению ло технической сущности является устройство для измерения усилий, содержащее пьезовибратор, подключенный к генератору переменного напряжения, пьеэоприемник, выход которого подключен к измерительному при. бору, и защемленную мембрану, в центре которой с одной стороны прикреплен пьезовибратор, с другой — пьезоприеммик f23

Недостатком известного устройства является малый динамический диапазон. измеряемых величин.

Цель изобретения - расширение диапазона измерения .

10 Указанная цель достигается тем, что в датчике силы, содержащем защемленный пьезоэлектрический резонатор изгибных колебаний, эащемление выполнено в виде двух шаровых опор, сопряженных с противоположными поверхностями резонатора в одном поперечном сечении и связанных с силовво.дящими рычагами, причем центры вращения шаровых опор соединены между собой жесткой связью.

На фиг. 1 дана конструкция датчика силы; на фиг.2 — конструкция резонатора изгибных колебаний.

9763

Датчик силы состоит из резонатора

1, двух фиксирующих планок 2, закрепленных по осям шаровых опор 3. Пьезокварцевый резонатор 1 подключен к ге нератору 4. Силовводящие рычаги 5 соединены с шаровыми опорами 3 и связаны между собой пружиной 6.

Датчик работает следующим образом.

Измеряемая сила P приводит к сближению рычагов 6, и шаровые в опоры 3 поворачиваются, перемещая кварцевый резонатор 1 вглубь датчика.

Частота колебаний кварцевого резонатора колебаний определяется его з длиной, измерение которой в процессе воздействия силы приводит к изменению частоты колебаний. Постоянство расстояния между точками касания шаровым опор 3 с кварцевым.резонато- 2в ром 1 обеспечивает постоянное усилие сжатия резонатора 1 независимо от величины воздействующей силы. При этом расширяется диапазон измеряемых величин, который в данном случае - д ограничивается предельными возможностями не кварцевого резонатора, работающего на сжатие или растяжение, а более прочного материала рычагов

5 и пружины 6. зв

10 4

Таким образом, предложенная кон. струкция датчика силы позволяет значйтельно расширить диапазон измеряемых величин без разбиения всего интервала силы на поддиапазоны, что уменьшает требуемую номенклатуру типоразмера датчиков.

Формула изобретения

Датчик силы, содержащий защемленный пьезоэлектрический резонатор изгибных колебаний, о т л и ч а ю— шийся тем, что,с целью расширения диапазона измерения, защемление выполнено в виде двух шаровых опор, сопряженных с противоположными поверхностями резонатора в одном его поперечном сечении и связанных с силовводящими рычагами, причем центры вращения шаровых опор соединены между собой жесткой связью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США N ;3617780, кл.73-141, опублик. 26.10..67.

2. Автдрское свидетельство СССР и 466412 опублик.12.01.73 (прототип) .

Составитель В. Годзиковский

Редактор Л.Гратилло Техред Ж,Кастелевич Корректор M.Äåè÷èê

Заказ 8993/69 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

113039, Москва, Х-35, Раушская наб., д. 4/5

Оилн.1л ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4