ДАТЧИК СИЛЫ ЭЛЕКТРОННЫХ ВЕСОВ Российский патент 1997 года по МПК G01L1/16 

Изобретение относится к силоизмерительной технике, в частности к датчикам силы, применяемым в электронных весах.

Датчики силы условно в зависимости от работы упругого элемента можно разделить на две группы: балко-перерезывающие и растягивающие.

Балко-перерезывающие датчики используются в основном при взвешивании грузов массой более 5 кг, а растягивающие датчики силы используются, например, в весах потолочного типа или при соединении механических частей с электронными при взвешивании грузов массой менее 5 кг. Изобретение направлено на создание датчиков малых усилий.

Известны конструкции датчиков силы, содержащие закрепленную в корпусе тонкую перемычку и систему питания [1]
Недостатками таких датчиков являются сложность конструкции, нелинейность характеристики и плохая воспроизводимость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является датчик силы, содержащий корпус в виде упругого параллелограмма с полостью, в которой размещена упругая балка прямоугольного сечения с размещенными на ней тензодатчиками [2]
Недостатками известного датчика является сложность конструкции, погрешность, обусловленная наличием в датчике дополнительных преобразователей, и, как следствие, трудности использования его в малогабаритной весовой технике.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение точности. Цель достигается тем, что в датчике силы электронных часов, содержащем корпус в виде упругого параллелограмма с полостью, в которой размещена упругая балка прямоугольного сечения, на поверхности которой установлены чувствительные элементы, в упругой балке выполнены сквозные отверстия, оси которых перпендикулярны продольной оси упругой балки, на противолежащих поверхностях упругой балки, перпендикулярных осям сквозных отверстий, перпендикулярно продольной оси упругой балки выполнены пазы шириной не более диаметра сквозных отверстий, чувствительные элементы выполнены в виде пьезопластин прямоугольной формы, пьезопластины попарно закреплены на продольной оси упругой балки на противолежащих поверхностях балки, перпендикулярных осям сквозных отверстий, а центры пьезопластин совпадают с центрами сквозных отверстий.

На фиг. 1 показан датчик силы: на фиг. 2 схема с наклеенными пьезоэлементами.

Датчик содержит упругий параллелограмм 1, деформируемую балку 2 прямоугольного сечения, пьезоэлементы 3 в виде пластин прямоугольной формы. Балка выполнена с двумя круглыми сквозными отверстиями 4. Максимальный диаметр которых определяется зонами закрепления пьезоэлементов. Пьезоэлементы наклеиваются по продольной оси балки.

Перпендикулярно продольной оси балки и осям пьезоэлементов и отверстий выполнены пазы 5. Ширина пазов не более диаметра отверстий.

Отверстия и пазы определяют чувствительность датчика.

Датчик с одной стороны жестко закрепляется, с другой стороны перпендикулярно ему прикладывается сила F.

При приложении силы балка 2 изгибается, соответственно, пьезоэлементы воспринимают напряжения растяжения-сжатия. При этом изменяются их резонансные частоты с разными знаками.

Наличие двух отверстий с пазами и возможность установки четырех пьезоэлементов позволяет быстро переключать датчик при неисправности пьезоэлементов: например, правые верхний и нижний, левые и нижний и т.д.

Наличие пазов и отверстий позволяет получать широкий спектр датчиков с различной чувствительностью.

Сущность изобретения: датчик содержит упругий параллелограмм, в полости которого размещена деформируемая балка прямоугольного сечения с пьезоэлементами в виде пластин прямоугольной формы. Балка выполнена с двумя круглыми сквозными отверстиями. Перпендикулярно продольной оси балки, осям пьезоэлементов и сквозных отверстий выполнены пазы. 2 ил.

Датчик силы электронных весов, содержащий корпус в виде упругого параллелограмма с полостью, в которой размещена упругая балка прямоугольного сечения, на поверхности которой установлены чувствительные элементы, отличающийся тем, что в упругой балке выполнены сквозные отверстия, оси которых перпендикулярны продольной оси упругой балки, на противолежащих поверхностях упругой балки, перпендикулярных осям сквозных отверстий, перпендикулярно продольной оси упругой балки выполнены пазы шириной не более диаметра сквозных отверстий, чувствительные элементы выполнены в виде пьезопластин прямоугольной формы, пьезопластины попарно закреплены по продольной оси упругой балки на противолежащих поверхностях балки, перпендикулярных осям сквозных отверстий, а центры пьезопластин совпадают с центрами сквозных отверстий.