Датчик механических давлений Советский патент 1984 года по МПК G01L9/06 G01L1/18 

8 7

/ / 7 9 Ю фц.

П Изобретение относится к технике измерения механических давлений и усилий и предназначенЬ, в основном, для измерения величин динамических и статических давлений одежды из ткани трикотажа или пленочных материалов. Известны датчики для измерения давления одежды, содержащие корпус и чувствительный элемент с тензометр ческим преобразователем, представляю щий собой упругую балку 1, В 11звестных датчиках чувствительный элемент позволяет измерять только нормальную составляющую вектора полного контактного давления и не дает информации о его тангенциальных составляющих. Известны также датчики механическ го давления, содержащие воспринимающую нагруйку мембрану, упруго связан ную с корпусом, толкатель и упругие элементы, один из которых расположен нормально по отношению к толкателю, а другие - параллельно ему 21. Указанные датчики измеряют как нормальную составляющую, так и танге циальные составляющие вектора полного давления. Однако в связи с тем, что толкатель воспринимающий нагрузку мембраны связан с упругими элемен тами тангенциальных составляющих че,рез упругий элемент нормальной соетавляющей, последний претерпевает в процессе измерения дополнительные де формации, что приводит к погрешности измерения нормальной составляющей. Цель изобретения - повышение точности измерения. Указанная цель достигается тем, что в датчике механических дашлений, содержащем воспринимающую нагрузку мембрану, упруго связанную с корпусом, толкатель и упругие элементы с тензометрическими измерителями дефор мации, один из которых для измерения нормальной составляющей давления рас положен перпендикулярно толкателю, а другие, измеряющие тангенциальные составляющие, - параллельно ему, упо мянутый толкатель связан с упругими элементами тангенциальных составляющих жесткими тягами, а с упругим эле ментом нормальной составляющей, кото рый выполнен в виде закрепленной в корпусе плоской мембраны, - скользящим контактом, образованным размещен ным на торце толкателя шариком. На фиг. 1 изображен предлагаемый датчик, разрез; а на фиг. 2 - то же, (ВИД сверху. Корпус 1 датчика представляет собой полый цилиндр, внутренняя поверх ность которого образована двумя цилиндрическими поверхностями различных диаметров. Корпус закрыт воспринимающей нагрузку сферической мембраной 2. Упругие чувствительные элементы выполнены в виде плоской мембраны 3 и квадратной рамы 4 из плоских ленточных пружин, связанных с толкателем 5 посредством жестких тяг 6, расположенных перпендикулярно его оси. Сферическая мембрана 2 имеет гофр 7 и входит в паз упругого кольца 8. На внутренней поверхности мембраны 3 наклеен тензорезистор 9. Толкатель 5 связан со сферической мембраной 2 и имеет на торце выемку 10 для шарика 11. На плоских ленточных пружинах квадратной рамы 4, находящейся в пазах жесткого кольца 12, наклеены тензорезисторы 13, собранные по полумостовой схеме с параллельных сторон рамы. Крепление датчика на белье производится с помощью текстильной застежки 14, одна часть которой крепится на белье, а другая наклеена на торец корпуса датчика. Крепление датчика к телу человека происходит аналогичным образом, но нижний слой застежки фиксируется на теле с помощью лейкопластыря. Датчик работает следующим образом. При выполнении движений под действием одежды сферическая мембрана 2 деформируется и через шарик 11 толкателя 5 передает нормальную составляющую полного вектора давления на плоскую мембрану 3, что изменяет омическое сопротивление тензорезистора 9. Под действием тангенциальных составляющих вектора полного давления сферическая мембрана 2 смещается относительно своего центрального положения в горизонтальной плоскости. Величина этого смещения передается толкателем 5 и тягами 6 на плоские ленточные пружины 4, вызывая их изгиб, что также фиксируется тензометрической аппаратурой. Предлагаемая конструкция датчика позволяет измерять нормальную и тангенциальные составляющие вектора полного контактного давления, при этом значение нормальной составляющей получается с большей точностью, чем у известных датчиков. Все это повьииает качество оценки результатов проектирования одежды и выбора оптимальных эргономических параметров ;.для различных условий эксплуатации.

ДАТЧИК МЕХАНИЧЕСКИХ ДАВЛЕНИЙ, содержащий воспринимающую нагрузку мембрану, упруго связанную -с корпусом, толкатель и упругие элементы с тензометрическими измерителями деформации, один из которых для измерения нормальной составляющей давления расположен перпендикулярно толкателю, а другие, измеряющие тангенциальные составляющие, - параллельно ему, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, толкатель связан с упругими элементами тангенциальных составляющих жесткими тягами, а с упругим элементом нормальной составлякидей, который выполнен в виде укрепленной в корпусе плоской мембраны , - скользящим контактом, образованным размещенным на торце толкателя шариком. (Л