Тензорезисторный датчик силы Советский патент 1988 года по МПК G01L1/22 

Изобретение относится к силоизме- рительной технике, может быть ис - пользовано для измерения с высокой точностью знакопеременных сил в испь тательных стендах и является усовер- шенствованием устройства по авт. св. № 1185129.

Цель изобретения - повышение точ ности измерения..

На чертеже представлен тензоре зисторный датчик силы в меридиональном сечении.

Датчик содержит корпус 1, сило- вводящую 2 и опорную 3 части упруго- го элемента, кольца 4 и 5 несущей части упругого элемента соединены с помощью коаксиальных,цилиндрических оболочек 6 и 7 с силовводящей 2 и опорной 3 частями упругого элемента соответственно, а между собой - при помощи коаксиальной цилиндрической . оболочки 8. На концентрических под- резисторных выступах 9 и 10 расположены винтовые тензорезисторы 11 и 12 В радиаль ном направлении опорная часть 3 упругого элемента закреплена между корпусом 1 и фланцами 3 и 14, а в осевом направлении - между корпусом 1 и нажимной гайкой 15. На верхнюю часть корпуса 1 с натягом насажено кольцо 16. Мембрана 17 закреплена с помощью колец 18 и 19.

Датчик работает следующим образом

При приложении осевого усилия F к силовводящей части 2 оно через цилиндрическую оболочку 6 передается п круговому контуру Rg на кольцо 4, а реакция на это кольцо действует по круговому контуру радиуса Ry через цилиндрическую оболочку 7, что обуславливает изгиб кольца 4, характеризуемый углом поворота его меридионального сечения относительно центра 0,j на угол

,

4.

G,

тце С - приведенная жидкость, вклю чающая изгибные жесткости кольца 4 подрезисторного выступа 10 и краевых зон оболочек 6 и 7.

Одновременно, ввиду последовательного соединения колец 4 и 5 за счет введения третьей коаксиальной цилиндрической оболочки 7, усилие F через оболочку 6, кольцо 4 и оболочку 7 передается на кольцо 5 по круговому контуру радиуса , а реакция на это

кольцо действует по круговому контуру радиуса Rg, что обуславливает поворот меридионального сечения кольца 5 относительно центра Oj- на угол

tZ )

9

где С - приведенная жидкость, включающая изгибные жесткости кольца 5, подрезисторного ; выступа 9 и краевых зон оболочек 7 и 8.

Таким образом, меридиональные сечения обоих колец поворачиваются в одну сторону, что обуславливает разные знаки деформации тензорезисторов 11 и 12, размещенных на подрезистор- ных выступах 10 и 9. При этом степен деформации каждого кольца обратно пропорциональна только его приведенной жесткости и не зависит от жесткости другого кольца, что позволяет значительно уменьшить жесткости колец в связи с размещением на каждом из них только одного подрезисторного выступа и ввиду возможности более широкого варьирования параметрами из меридиональных сечений трапецеидальной формы. гВведение третьей коаксиальной оболочки 7, кроме последовательности соединения несущих колец 4 и 5, позволяет вывести подрезисторные выступы за плоскости, ограничивающие высоту размещения тензорезисторов и воз- можность их качественного соединения с подрезистчэрными выступами.

Формула изобретения

Тензорезисторный датчик силы по авт. св. № 1185129, о тли чающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в несущей части упругого элемента выполнена дополнительная коаксиальная цилиндрическая оболочка, расположенная между кольцевыми элементами несущей части упругого элемента, причем сечения каждого кольца в меридиальном направлении выполнены в форме прямоугольных трапеций, большие основания которых расположены со стороны оси упругого элемента, а меньшее основание трапеции одного кольца и большее - другого соединены указанной дополнительной цилиндрической оболочкой, причем концентрический подрезистор313831164

ный выступ каждого кольца расположен Дии и сопряжен с ее наклонной поверх- со стороны большего основания трапе ностью.

Изобретение относится к силоиз мерительной технике и м.б. использовано для измерения знакопеременных сил в испытательных стендах. Цель изобретения повышение точности из- мерений. В датчике кольца 4 и 5 несущей части упругого элемента в сече- f НИИ в меридиальном направлении имеют форму прямоугольных трапеций. Меньшее основание трапеции одного кольца и большее - другого соединены дополнительной коаксиальной цилиндрической оболочкой 8. Воздействующее на силовводящую часть 2 осевое усилие вызывает изгиб кольца 4, характеризуемый углом его поворота относительно центра , а также поворот сечения кольца 5 относительно центра Oj. Поворот сечений колец 4, 5 в одну сторону обуславливает разные знаки деформации тензорезисторов 11, 12, размещенных на концентрических под- резисторных выступах 10, 9, выполненных со стороны большего основания трапеций колец 4, 5 и сопряженных с их наклонными поверхностями. 1 ил. (Л 00 00 00 N)