Тензорезисторный датчик силы Советский патент 1985 года по МПК G01L1/22 

I

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для измерения усилий.

Целью изобретения является повьппеНЛ.&. точности измерения за счет уменьшения температурных дрейфов нуля и чувствительности.

На чертеже показана конструкция тензорезисторно р; датчика силы,общий вид.

Тензорезиеторный датчик силы содержит упругийэлемент 1 в форме балочного параллелограмма с жесткими опорами 2 и соединенные по мостовой схеме и выполненные из одного материала первый Р , второй R, третий Rj , четвертый R тензорезисторы с выводными проводниками в виде шин 3-Ь, размещенных параллельно и симметрично продольной оси 0-0 упругого элемента 1, регулировочные резисторы 7-10 нуля и чувствительности, вьтолненные в виде наборов одинаковы меандров, зашунтированных шинами, например резисторы 7 и 8 - шиной А, а резисторы 9 и 10 - шинами 3 и 5. Тензорезисторы R-, , Rj размещены с одного конца элемента 1, тензорезисторы Rj, R - с другого конца элемента 1, а середины пар, образованных четными Rj, R и нечетными R, Rj тензорезисторами, совмещены по линиям, перпендикулярным оси 0-0 элемента 1, причем тензорезистор R4 выполнен в виде двух одинаковых секций .li, соединенных между собой П-образной токопроводящей перемычкой 11 и размещенных по разные стороны тензорезистора Rj. Регулировочные резисторы 7 и 8, предназначенные для балансировки нуля мостовой схемы размещены на поверхности элемента 1 симметрично относительно линий, проходящих через середины пар тензорезисторов R , Rj и R, R и включены в выводные шины одной из вершин мостовой схемы, например в шину А, между тензорезисторами R и Rj.

Регулировочные резисторы 9 и 10. предназначенные для нормировки чувствительности мостовой cxeNbi датчика, размещены по поверхности одной из жестких опор 2 и включены в вьшодные шины одной из диагоналей мостовой схемы, например в шины 3 и 5.

982

В качестве материала тензорезисторов R:, - R4 шин 3-6 и резисторов 8-10 может быть использован, например, константан.

Для балансировки нуля и нормировки чувствительности датчика одну из диагоналей его мостовой схемы подключают к источнику питания, а другую - к регистратору электрического

сигнала (на чертеже источник и регистратор не показаны). Балансировку нуля производят при отсутствии на датчике измерительного усилия F путем последовательного перерезания участков шины 4, шунтирующих меандры резисторов 7 и 8, тем самым обеспечивая требуемые номиналы их сопротивлений , необходимые для баланса

мостовой схемы. Свидетельством баланса мостовой схемы является отсутствие электрического сигнала на выходной диагонали мостовой схемы, к которой подключен регистратор. Нормировку чувствительности производят при действии на датчик измеряемого усилия F определенной величины пу,тем последовательного и симметричес кого перерезания участков шин 3 и 5,

шунтирующих меандры резисторов 9 и 10, тем самым обеспечивая равные номиналы их сопротивлений, требуемые для заданной чувствительности датчика.

Перед эксплуатацией датчика его закрепляют одной из опор 2 к месту базирования, а на другую опору воздействуют усилием F . При отсутствии

.усилия F на выхрдной диагонали мостовой схемы датчика электрический сигнал равен нулю. При воздействии измеряемого усилия F упругий элемейт 1 совместно с закрепленными на нем

тензорезисторами R - деформируется, что обуславливает изменение сопротивлений тензорезисторов R,-R, а следовательно, разбаланс мостовой схемы. В результате разбаланса мостовой схемы на выходной диагонали формируется электрический сигнал, прямопропорциональный действукяцему на датчик усилию F . По величине выходного электрического сигнала судят о величине измеряемого усиЛИЯ F .

в

/;

ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЙ ДАТЧИК СИЛЫ, содержащий упругий элемент в форме балочного параллелограмма с жесткими опорами и соединенные по мостовой схеме и выполненные из одного материала первый, второй, третий, четвертый тензорезисторы с выводными проводниками в ввде шин, размещенными параллельно продольной оси упругого элемента, регулировочные резисторы нуля и чувствительности, зашунтированные шинами, причем тензорезисторы с четными номерами расположены с одного конца упругого элемента, с нечетными номерами - с другого, а середины пар, образованных четными и нечетными тензорезисторами, совмещены по линиям, перпендикулярным продольной оси элемента, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения за счет уменьшения температурных дрейфов нуля и чувствительности, регулировочные резисторы выполнены в виде одинаковых секций, соединенных между собой П-Ьбразной токопроводящей перемычкой и размещенных по разные стороны второго тензорезистора, при этом выводные проводники четных тензорезисторов соединены сл с выводными проводниками нечетных тензорезисторов шинами, расположенными симметрично продольной оси элемента, причем регулировочные резисторы нуля размещены на поверхности элемента симметрично между линиями, проходящими через середины пар тензорезисторов, и включены в выводные шины одной из вершин мостовой схемы, 00 а регулировочные резисторы чувствисо оо тельности размещены на поверхности опоры и включены в выводные шины одной из диагоналей мостовой схемы.