Трехкомпонентный измеритель усилия Советский патент 1985 года по МПК G01L5/16 

I 1 ihK)6i).rreHHe относится к силоиз -;ерптельиой технике, а именно к техПОЛО; пческому приборостроению, и мо;кег бьмь использовано для измерения снм . характеристик нагружения по Ti;e: i i):3;uiMiio перпендикулярным на- :1);)илениям, а также для прецизионного пз ешива1 ия объектов. у. изобретения повыБ1ение точ- ;.ч1сги H:iMtpeni H за счет исключения riic ;;-рсзиса г. снижение массы уст- ilJHC I ;3а . Иг; фиг, 1 изобралсена консгруктивji.-iiT .ia предлагаемого измерителя вид ил фиг, 2 - сечение пя фи . 1 : п. ,г. 3 внешний вид , :-.:,- (. i ijp -r-e,4 1 содержит две ,,i;.i : :1Л1 :;;я обраэуго/аих звеньев и :. е :..--./;г;1Я от В пяде щелевых илаiiiH4,-ii:- ;о;ар1допых резонаторов, а игорые - J нластинчатых киарiU Mhix ре зона Iopop , силочузствитель- CCif всех резонаторов ориентир-мкиил Ilo их диагоналям, резо п Г(;ръ1 ТВОИМИ исршинами вставле iibi V 1. резонаторы 1 , уголковые д.: :;жагели 3, на внешних стороiia:-;. ;u) i орг-.х установлены нагрузочные n;i-::i Г-;-1 :;j 4, nonapiro скрепляют нроти iOij; :.4, Bo.piLiHHb щвлбвых и пласти -- ар ;евых резонаторов, цент1-;Г;;и -;.|0- ЗОНЫ которых снабжены электрода;- .). Щелевые и пластинчатые . резонаторы 1 и 2, CKpeii,:м1пг;: у о.-тковыми держателями 3, ,1;;л;о ; о:-, ri 6, вынолненпый в iiuj i.i;.4;ji.54KH в форме куба. В ере- .uiiizibix yjjiax корпуса 6 размещены г мопывол.ы 7. Эле)строды 5 щелевых ква новы;: jjcvioiiaropoB i нодключены к уси лителям 8 )ь-ой группы. Электроды 3 IIJ1,:) ri iiipiai ых кнарцевьгх резонато ч- ч 2 ||с;1соединен ;1 к усилителям 9 ii-i-jiio.i ГРУ:,:}. Выходы усилителей 8 о,-,кл1о;мп, к первому сумматору 10, вы::од}-1 усилителей 9 подсоединены к ит1)) сумматору 1 . Выходы первого 10 п in ор(1го II сумматоров нодключенъ С(лэтветственно к нервому и втоi-o:iy имодам регистратора 12, ОбознаlaVHbi тпкже нервая нагрузочная ось 0,0,,, 5 вторая нагрузочная ось . ретья нагрузочная ось OjOj. и тр И;,1Г 1узочные оси , , :г u.4i-,,i,, в простралстве по f; :4in,4o перпендикулярным напра 62 лениям и совпадают с силочувствительными осями резонаторов. Работа,предлагаемого устройства основана на прямом и обратном пьезоэлектрических эффектах и силочастотпом зффекте. Перед работой подают электропитание от блока нитапгя (не показан) на все электронные б,поки (усилители 8 и 9, сумматоры 10 и 11 и регистратор 12) . Усилители 8 и 9, в обратную связь которых включены ще,левые и пластинчатые квардевые резонаторы 1 и 2, возбуждают ньезоэлектрические колебания в их нодзлектродных зонах под эле ггродами 5, При отсутствии усилий но осям 0-10,-, 2 и ОяОз, частоты возбу/кде ных пьезоэлектрических колебаний соотзетспзуют исходн)1м значениям. С выхода усилителей 8 и 9 на сумматоры 10 и II подаются электрические сигналы, значения частот которых соответствуют нулевому значению. lyjieEfjie значения частот электрических сигналов с выходов сумматоров 10 и I 1 подаются на регистратор 12, который выдает на индикацию (на таблоj нулевые значения нагрузок но всем трем осям ,, О 0„ и ОзОз. При создании усилия, нанример, по оси 0,0,1 щелевые кварцевые резонаторы под действием пр шожепного усилня Р подвергаются слшмающему усилию. В результате действия силочастотного э(Ьфекта частота пьезоэлектрических кoJтeбaний в щелевых кварцевых резонаторах возрастает. Электрические сигнал , снтн шемьге с усилителей 8, в сумматоре 10 просуммируются но частоте. На первом индикаторе регистратора 12 индицируется величина нагрузки в килограммах, носкольку зависимость нреобразования нагрузки в частоту имеет прямопропордиональный характер. После снятия нагрузки но оси DIGI на индикаторе регистратора 12 будет снова iiyjiesoe значе Н1е нагрузки . При нагружении но оси 020 j работа устройства будет происходить аналогичным образом, сжимающему усилию Р2 подвергнутся нластинчатые кварцевые резонаторы 2, частота ньезоэлектрических колебаннй которых 3 возрастает прямопропорционапьио действующему усилию Р . На втором индикаторе регистратора 12 индидаруется величина нагрузки в килограммах по оси 0202 (от нагрузки Pj). После снятия нагрузки величина ее снова возвращается к исходному значению. При нагружении по оси -OjOgHar- рузкой PJ напряжению сжатия подверг нуты снова щелевые кварцевые резонаторы I, НС по другой диагонали. В этом случае происходят все про цессы описанным образом и на первом индикаторе регистратора 12 индициру ется величина, соответствующая на- 1Грузке РЗ по оси ОзО. 64 При одновременном нагружении по осям 0/1 Oi и ОдОд на первом индикаторе индицируется сумма усилий Р и РЗ . При суммарном нагружении по всем трем осям OiO, к ОдОз на первом индикаторе регистратора 12 регистрируется сумма усилий Р и Pj по первой 0 0-, и третьей OjOj осям, а по второму индикатору регистратора I2 составляющая усилия Pj по второй оси .. При необходимости автоматического суммиоования всех усилий Pf, Pj и. Pj действующих по осям ,, и OjOj, в регистраторе 12 предусмотрен Дополнительный сумматор и индикатор (не показаны).

ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УСИЛИЯ, содержащий корпус, нагрузочные элементы, силопреобразуйщие звьнья с злектрода1«1, которые через блок преобразования подключены к индикатору, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения за счет исключения гистерезиса, силопреобразующие звенья снабжены уголковыми держателями, два силопреобразующих звена выполнены в виде пластинчатых, а два других - в виде щелевых кварцевых резонаторов, вершины пластинчатых резонаторов пропущены через отверстия щелевых резонаторов, уголковые держатели прикреплены к двум парам противоположно расположенных вершин пластинчатых и четырем парам противоположно расположенных вершин щелевых резонаторов, а силочувствитель(П ные оси силопреобразующих звеньев расположены по их диагоналям.

L