Датчик измерения касательных напряжений Советский патент 1984 года по МПК G01L7/02 

(Л

с

ДАТЧИК ИЗМЕРЕНИЯ КАСАТЕЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащий два плоскопараплельНых силопередаюцих элемента и тензорезисторы, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения его чувствительности за счет исключения промежуточного упругого элемента, он снабжен двумя рядами тел качения, расположениях между заключенными в герметичную оболочку силопередающими элементами си1«метричносдвух сторон относ тельно тен- , зорезисторов, закрепленных одними концами в центре первого си л опере дающего элемента, а другими - на противоположных концах второго силопередающего элемента.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения напряжений внутри сыпучей среды, и предназначе для измерения малых касательных напряжений.

Известно устройство, содержащее тензометрический датчик силы, размещенный между двумя опорами, и штанги, которые смещены одна относительно другой на половину длины тензометрического датчика силы, а другой конец штанти установлен в направляющей втулке корпуса с возможностью осевого перемещения ClJo

Однако данное устройство не позволяет замерять малые касательные напряжения внутри сыпучей среды. Это обусловлено тем, что тензометрический датчик силы вводится в сыпучую среду посредством довольно громоздкого устройства-штанги, кото рое будучи внедренным в сыпучий материал, искажает естественное течение процессов, возникающих внутри сыпучего материала при сдвигах и вносит погрешность измерения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения давления, содержащее две плоскопараллельные пластины (крышку и основание) и

упругие динамометрические .элементы виде двух стержней, на которые наклеены тензодатчикиt, соединенные между собой в два полумоста С2.

Недостатком известного устройства является низкая чувствительность датчика. Это обусловлено тем,что тензорезисторы наклеены на упругий динамометрический элемент в виде балки круглого сечения. ТаКИМ образом, чувствительность датчика зависит от толщины балки, которая деформируется под действием больших сил тяжести обрушенных пород.Цель изобретения - повышение

чувствительности за счет исключения промежуточного упругого элемента. Поставленная цель достигается тем, что в датчик измерения касательных напряжений, содержащий два плоскопараллельных силопередакнцих элемента и тензорезисторы, введены

два ряда тел качения, расположенные между заключенными в герметичную облочку силопередающими элементами

симметрично с двух сторон относительно тензорезисторов, закрепленны одними концами в центре первого силопередающего элемента, а другими на противоположных концах второго силопередающего элемента.

На фиг.1 изображен датчик измерения касательных напряжений, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Датчик содержит два плоскопараллельных элемента 1 и 2, заключенных в герметичную оболочку 3. Тензорезисторы 4 расположены между элементами 1 и 2 одними концами в центре элемента 1, а другими концами - на противоположных точках элемента 2. Между элементами 1 и 2 с обеих сторон по его длине уложены два ряда шариков 5. Тензорезисторы датчика включены в мостовую схему.

Датчик работает следующим образом.

Датчик помещается в сыпучую среду и ориентируется в таком направлении, чтобы плоскость корпуса датчика и ось его чувствительности алли ориентированы по направлению составляющей касательного напряжения, которую необходимо измерять. При сдвиге сыпучего материала возникающие в сыпучей среде касательные напряжения воздействуют на элементы 1 и 2 и смешают их один относительно другого на шариках 5, уложенн лх на тонком слое густой смазки.

В результате изменения сопротивления тензорезисторов 4 при их деформации происходит разбаланс моста и напряжение разбаланса, пропорцио нальное измеряемому касательному напряжению, фиксируется вторичной схемой.

Шарики 5 полностью исключают влияние нормальной составляющей давления сыпучего материала, так ка практически полностью исключается трение между элементами 1 и 2. Герметичная оболочка 3 прижимает элеметы 1 и 2 один к другому, а также препятствует проникновению внутрь датчика мелких частиц сыпучего материала.

Таким образом, выполнение датчика касательных напряжений предлагаемой конструкции позволяет повысить ее чувствительность.