Тензорезисторный датчик силы Советский патент 1983 года по МПК G01L1/22 

оэ ел

4

:о

N0

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения малых усилий.

Известен датчик силы, содержещшй осесимметричную пластину подкрепленную

двумя подрезисторными колышми, на которые попарно навиты тензорезисторы растяжения и сжатия fl .

Однако малая высота колец является сперживаюишм фактором в увеличении вь1ход-. кого сигнала датчика и соответствующего повышения точности.

Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому является устройство, состоящее из осесимметричной пластины и выполненных за одно пелое с ней вертикальных столбиков, расположенных по концентрическим окружностям. К столбикам прикреплены стеклянные изоляторы, на которые навиты гензорезисторы. При приложении измеряемого усилид к центру изгибаемой пластины столбики поворачиваются, растягивая или сжимая соответствувшие тензорезисторы, каждый из которых является активным плечом электрического моста

Недостатком этого устройства является свободное провисание микропривода между смежными столбиками, что ухудшае метрологические характеристики силоизмерителя.

Цель изобретения - повьпление точности измерения усилий.

Указанная цель достигается тем, что в тензорезисторном датчике силы, ордержашем осесимметричную пластину, вьшолненную за одно целое со столбиками, распопоженныии по обе стороны от пластины по концентрическим окружностям и соединеянымн подрезис торными кольцами с размешенными на них винтовыми проволочными гензорезнсторами, в месте соедине нйя столбиков и подрезис торных колец выполнены выборки материала, глубина которых равна высоте колец, а периметр образован цилиндрической поверхностью, конден фичной внейшней поверхности подрезис торного кольца, и двумя плоскими гранями, параллельными боковым граням со- ответствукниего столбика.

На чертеже изофажен датчик.

Датчик содержит осесимметричную пластину 11 вьшолненную за одно целое со столбиками 2 и 3, соединенными своими свободными концами с подрезис торными кольцами 4 и 5, на которые навиты проволочные тензорезисторы 6 и 7.

При приложении измеряемого усилия Р пластина 1 изгибается, столбики 2 и 3 повора1гаваются, деформируя кольца 4 и 5 при этом сжимаются тензорезисторы 6 и растягиваются тензорезисторы 7.

Для повышения точности измерения усилий в месте соединения столбиков 2 и 3, с кольцами 4 и 5 вьшолнены выборки 8, образованные поверхностью 9, концентричной внешней поверхности подрезис торного кольца, и двумя гранями Ю и 11, пapaллeльньпvл соответствующим боковым граням столбиков.

Намотка винтовых тензорезисторов на сплошные кольца обеспечивает фиксацию микропровода на всем его протяжении,. исключает возможность колебания длины микропровода при изменении внешних воздействий. Вместе с тем, расположение сплошных тонких подрезисторных колец на значительном расстоянии от пластины при малых ее угловых деформациях сохраняет высокий уровень выходного сигнала.

Пазы, вьшолненные в месте соединения колец со столбиками, позволяют приблизить тенгенциальную податливость участков колец в зоне столбиков к тангенциальной податливости участков колец между столбиками. При этом достигается равномерность деформации подрезисторных коле и навитых на них тензорезисторов не всей длине окружности и повышается точностьизмерения.

Использование предлагаемого датчика обесценивает точность, соответствуюшую по основным метрологическим параметрам категории точности 0,04 % по ГОСТ 15077-78.

I

п

/

ТЕНЭОРЕЗИСТОРНЫЙ ДАТЧИК СИЛЫ, содержащий осесимметричнуго пластину, вьтопненную за одно целое со столбиками, расположенными по обе стороны пластины по концентрическим окружностям и соединенными с подрезис торными кольцами с размешенными на них винтовыми проволочными тензо езпс торами, отличающийся тем, что. с целью повьшЕения точности в месте соединения столиков я подрезис торных колец выполнены выборки материала, глубина которых равна вьюоте колеЦ« а периметр образован цилиндрической поверхностью, концентричной внешней поверхности подрезйсторного кояыш, и /№умя плоскими гранями, параллельными боковым граням со(О ответствующего столбика.