Силоизмерительное устройство Советский патент 1986 года по МПК G01L1/04 

Изобретение относится к силоизмерительной технике, в частности к тензорезистивным устройствам для измерения нормальных контактных напряжений и динамометрам сжатия. Це.1ью изобретения является повышение чувствительности. На фиг.1 изображено силоизмерительное устройство; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1. Устройство содержит цилиндрический корпус 1, на одном конце которого жестко, например с помощью штифта 2, закреплен упругий элемент 3, выполненный в виде стержня. На свободном конце упругого элемента 3 и.меется гнездо 4. С другой стороны корпуса 1 расположен передающий щток 5, который на наружной поверхности имеет направляющие пазы 6, например., треугольной формы, а корпус 1 - напраЕ.ляющие элементы 7, например установочные винты с коническим концом. Передающий шток 5 имеет хвостовик 8, снабженный выступами 9, образованными, например, выступающими частями цилиндрического штифта, запрессованного в хвостовик. В стенках 0 гнезда 4 упругого элемента 3 выполнены симметрично и в одном направлении, например по часовой стрелке (если смотреть со стороны свободного конца упругого элемента), наклонные пазы. На упругий элемент 3 наклеены гензорезисторы 11, например полупроводниковые кремниевые. Тензорезисторы 11 наклеены и соединены, например, в полумостовую схему для измерения деформаций кручения упругого элемента 3. Выводы 12 измерительного полумоста через отверстие 13 в корпусе 1 соединяются с измерительной аппаратурой 14, например с тензостанцией и регистрирующим прибором 15, например щлейфовым осциллографом. Устройство работает следующим образом. При воздействии на свободный конец передающего щтока 5 измеряемого усилия Р (или распределенной нагрузки q.) щток по направляющим элементам 7 перемещается в осевом направлении в корпусе I, при этом выступы 9 хвостовика 8, взаимодействуя с наклонными пазами упругого элемента 3, заставляют последний закручиваться относительно продольной оси устройства. Тензорезисторы 11 преобразуют дефор.мации упругого элемента 3 (один из тензорезисторов работает на сжатие, другой - на растяжение) в изменение их сопротивления. Изменение сопротивления тензорезисторов 11 измеряется аппарутурой 14 и фиксируется регистрирующим прибором 15. Следует отметить, что данная схема наклейки тензорезисторов 11 на упругий элемент 3 обеспечивает нечувствительность к деформации последнего в осево.м направлении от сжимающей силы Р (или распределенной нагрузки q). Устройство может быть использовано в качестве динамометра сжатия, а также датчика для из.мерения нормальных напряжений, например в области контакта пневматической щины с опорной поверхностью. В пос/теднем случае диаметр свободного конца передающего щтока 5 dm должен выбираться таким образом, чтобы площадь его поперечного сечения была, например, равной 1 СМ. В этом случае устройство, при применении его в качестве датчика нормальных напряжений, может быть легко оттарировано (откалибровано) путем приложения к передающему щтоку 5 известной нагрузки Р в единицах давления На или МПа. Преимущества предложенного устройства по сравнению с известным заключаются в более высокой чувствительности, что позволяет использовать его как в качестве динамометра, сжатия, так и датчика нормальных напряжений, а также в небольшом поперечном размере. Последнее обстоятельство особо важно при измерении нормальных напряжений по площади контакта шины одновременно во многих, близко расположенных друг от друга точках. Формула изобретения Силоизмерительное устройство, содержац;ее упругий элемент в виде стрежня, консольно закрепленного одним концом в корпусе, а свободный концом связанного с силовводящим элементом, отличающееся тем - - - - ЧТО, с целью повыщения чувствительности, силовводящий элемент установлен в направляющих, размещенных в корпусе, и снабжен двумя симметрично расположенными относительно него выступами, при этом на свободном конце стержня симметрично и с наклоном в разные стороны относительно его оси выполнены соответствующие пазы.

7

Vuz.5

.Изобретение относится к тензорезистивным устройствам для измерения нормальных контактных напряжений и позволяет повысить чувствительность устройства. Упругий элемент в виде стержня 3 свободным концом связан с силовводяш,им элементом - штоком 5 с хвостовиком 8, снабженным выступами 9. При воздействии измеряемого усилия шток 5 по направляющим элементам 7 перемешается в осевом направлении, закручивая упругий элемент 3 путем взаимодействия его наклонных пазов с выступами 9. Изменение сопротивления тензорезисторов 11, вызванное деформацией упругого элемента 3, фиксируется регистрирующим прибором 15. 3 ил. (Л Oi 00 со N