ДАТЧИК СИЛЫ Российский патент 1997 года по МПК G01L1/16 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения динамических сил, например, в балансировочных станках.

Известен датчик силы, содержащий корпус, выполненный в виде крышки и основания, которое снабжено предварительно поджатым крепежным элементом с прижимной гайкой, расположенной между крышкой и чувствительным элементом, при этом поверхности крышки контактируют с поверхностью крепежного элемента с гайкой, а обращенные одна к другой поверхности крышки, основания и крепежного элемента с прижимной гайкой отшлифованы.

Этот датчик имеет недостаток, заключающийся в том, что его конструкция не обеспечивает перпендикулярность передаваемого усилия на чувствительный элемент, например пьезоэлемент, т. к. гайка, предназначенная для создания преднатяга, не обеспечивает перпендикулярность усилия преднатяга.

Известен также датчик силы, содержащий корпус с пьезоэлементом, токосъемник, изоляторы, разъемы для передачи усилий на пьезоэлементы, (см. проспект фирмы "Kistler").

Этот датчик имеет также недостаток, который заключается в том, что имеет сравнительно сложную конструкцию, затрудняющую разработку датчика с целью его ремонта, т.к. части корпуса сварены между собой и предварительный натяг пьезоэлементов создается специальной шпилькой через отверстие, проходящее в датчике, что обусловливает сложность конструкции.

Целью изобретения является упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике силы, содержащим корпус с пьезоэлементом, токосъемники, изоляторы, разъемы, упоры для передачи усилий на пьезоэлементы, согласно изобретению датчик снабжен зажимным устройством, содержащем корпус, снабженный наружной резьбой, и стягивающим элементом с упругим дном и внутренней резьбой.

Сравнительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый датчик силы отличается тем, что датчик снабжен зажимным устройством, содержащим корпус, снабженный наружной резьбой и стягивающим элементом с упругим дном и внутренней резьбой. Таким образом, заявляемый датчик соответствует критерию "Новизна".

Сравнение заявляемого датчика силы не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области позволило выявить признаки, отличающие заявляемый датчик от прототипа. То есть, согласно изобретению датчик снабжен зажимным устройством, содержащим корпус, снабженный наружной резьбой и стягивающим элементом с упругим дном и внутренней резьбой. Выполнение датчика таким образом позволяет упростить конструкцию, что обеспечивает возможность быстрой разборки датчика с целью необходимой замены пьезоэлементов, изоляторов и т. п. при обнаружении дефекта или несоответствии параметров датчика паспортным.

Наличие стягивающего элемента с упругим дном и внутренней резьбой позволяет также упростить конструкцию, т. е. изменяется форма связи между корпусом и пьезоэлементом. Таким образом наличие причинно-следственной связи и признаков заявляемого решения с техническим результатом позволяет их отнести к существенным.

Отличительные признаки заявляемого решения и причинно-следственной связи и признаков заявляемого решения с техническим результатом позволяет их отнести к существенным.

Отличительные признаки заявляемого решения и причинно-следственная связь между ними и достигаемым результатом неизвестны. Следовательно, заявляемое решение не следует явным образом из известного для специалиста в данной области уровня техники, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

На чертеже изображен датчик силы, разрез.

Датчик силы содержит разъемный корпус, состоящий из основания 1 и крышки 2 с упругим дном 3, связанных друг с другом посредством резьбового соединения 4. В корпусе размещен пьезоэлемент 5, расположенный между токосъемниками 6, изоляторами 7 и силопередающими упорами 8. Пьезоэлемент 5, токосъемники 6 и изоляторы 7 соосно установлены на цилиндрическом штифте 9, закрепленном на одном из силопередающих упоров 8, который размещен в центральном отверстии основания 1, а другой силопередающий упор 8 размещен в центральном отверстии, выполненном в упругом дне 3 крышки 2. В основании 1 датчика закреплен электрический разъем, связанный с токосъемниками 6.

Датчик силы работает следующим образом.

Датчик силы крепится в измеряемое устройство по ходу силового потока, величину которого надо измерить. Для обеспечения стабильности и точности измерения параметров силового потока упругим дном 3 создают предварительное сжатие пьезоэлемента 5 через упоры 8, изоляторы 7, токосъемники 6. Измеряемое усилие через упоры 8 передаются на пьезопластины 5, на которых возникают электрозаряды, которые снимаются токосъемниками 6, электрически связанными с разъемом 10.

Такое выполнение датчика позволяет упростить конструкцию, что обеспечивает возможность быстрой разборки датчика при замене пьезоэлементов и т. п. Наличие стягивающего элемента с упругим дном и внутренней резьбой позволяет также упростить конструкцию.

Сущность изобретения: датчик силы содержит разъемный корпус в виде контактирующих крышки и основания, размещенный в корпусе предварительно поджатый упругим элементом пьезоэлемент, силопередающие упоры, изоляционные элементы, токосъемники и электрические разъемы, на контактирующих поверхностях крышки и основания выполнена резьба, дно крышки выполнено упругим, а в упругом дне выполнено центральное отверстие, в котором размещен один из силопередающих упоров. 1 ил.

Датчик силы, содержащий разъемный корпус, выполненный в виде контактирующих между собой крышки и основания, размещенный в корпусе предварительно поджатый упругим элементом пьезоэлемент, силопередающие упоры, изоляционные элементы, токосъемники и электрические разъемы, отличающийся тем, что на контактирующих поверхностях крышки и основания выполнена резьба, дно крышки выполнено упругим, а в упругом дне выполнено центральное отверстие, в котором размещен один из силопередающих упоров.