Силоизмерительный датчик Советский патент 1988 года по МПК G01L1/22 

1 13

Изобретение относится к силоизме- рительной технике и может быть ис- пользовано для измерения знакопеременных сил с высокой точностью во всем диапазоне измерений

Цель изобретения - уменьшение габаритов силоизмерительного датчика при сохранении точности измерения.

На чертеже изображена конструкция силоизмерительного датчика.

Силоизмерительный датчик содержит размещенные в цилиндрическом корпусе 1 с защитной мембраной упру гие элементы 2 и 3, на подрезисторных кольцах которых размещены тензоре- зисторы 4-7 о Силовврдящие оболочки упругих элементов 2 и 3 своим внутренним диаметром d, сопрягаются с си ловводящей частью В датчика до упора в торцы цилиндрического пояса

диаметром d, а цилиндрические оболочки упругих элементов сопрягаются - по посадке с натягом с опорньми стаканами 9 и .10, которые сопрягаются с внутренней поверхностью корпуса на диаметрах d цилиндрическими поясками высотой h, являющимися продолжением внутренних донньк частей стаканов той же толщины Нажимная гайка 11 служит для создания предварительной статической напряженности упругих элементов. От внешней среды рабочая полость датчика изолирована мембраной 12, закрепленной на корпусе уплотнительным кольцом 13, а на силовводящей части датчика - уплотнительным кольцом 14 о

Силоизмерительный датчик работает следующим образом.

Упругие элементы 2 и 3 йопряга- ются с силовводящей частью 8 датчика (до или после намотки тензорезисто- ров) по посадке с натягом на диаметре d, с гарантированным силовым сопряжением торцов их силовводящих оболочек с торцами цилиндрического пояска djo В таком собранном виде си- ловводящая часть 8 датчика с упругими элементами 2 и 3, на которых уже размещены тензорезисторы 4-7, сопрягаются со стаканами 9 и 10 по посадке с натягом на диаметрах d. С помощью нажимной гайки 11 происходит монтаж упругочувствительного звена в корпус 1 датчика и создание предварительной статической напряженности упругих элементов 2 и 3 за счет осевого перемещения стакана 9 при

упоре стакана 10 в дно корпуса датчика. Усилие предварительного натяга контролируется по показанию тензо- резисторов 4-7„ При этом сопряжение стаканов с корпусом происходит по одной из переходных посадок или посадке с незначительным натягом с помощью поясков на их наружных цилиндрических поверхностях, являющихся как бы продолжением их распорной донной части толщиной h. Такая конструкция обеспечивает минимум передачи деформации стенки корпуса датчика на опорную часть упругого элемента ввиду максимальной жесткости в радиальном направлении стакана в плоскостях сопряжения его пояска с корпусом, а также уменьщает влияние возможного торцевого трения между сопрягаемыми.поверхностями гайки и стакана на выходной сигнал датчика, i что позволяет не увеличивать жесткость,

кости корпуса и гайки.

Для уменьшения деформируемости цилиндрической оболочки корпуса в радиальном направлении, оси резьбовых отверстий (d) в их опорной части

расположены на среднем диаметре dg стенок корпуса, что позволяет уменьшить толщину стенки корпуса, а следовательно, и металлоемкость изделия. При приложении к датчику сжимающей нагрузки F упругий элемент 3 догру- жа ется, а упругий элемент 2 разгружается. При этом тензорезисторы 4 и 6 испытывают деформации сжатия, а тензорезисторы 5 и 7 - растяжения. При приложении растягивающей нагрузки - наоборот. Это позволяет реализовать схему полного электрического моста.

а следовательно,и металлоем

Формула изобретения

Силоизмерительный датчик, содержащий размещенные в цилиндрическом корпусе с защитной мембраной два статически нагруженных упругих элемента с тензорезисторами и силовводящий элемент с нажимной гайкой, отличающийся тем, что, с целью Уменьшения габаритов при сохранении точности измерения, в него введены два установленньк с возможностью осевого перемещения в корпусе опорных стакана с цилиндрическими поясками в донной части, размещенных в корпусе по посадке, каждый упругий элемент

3 13849704

снабжен цилиндрической оболочкой,ком, торцы которого контактируют

установленной с натягом в стакане,с цилиндрическими оболочками упругоа внутренним диаметром связанной пого элемента, причем в корпусе вьтолпосадке с натягом с силовводящим, нены отверстия, центры которых расэлементом, который выполнен в формеположены на среднем диаметре стенок

тела вращения с цилиндрическим пояс-корпуса.

Изобретение м.б. использовано для измерения знакопеременных сил с высокой точностью во всем диапазоне измерений и позволяет уменьшить габариты устр-ва. В корпусе 1 датчика размещены с возможностью осевого 13. 12 перемещения два опорных стакана 9, 10 с цилиндрическими поясками в донной части. В стаканах 9, 10 установлены с натягом цилиндрические оболочки упругих элементов 2, 3, внутренними диаметрами связанные по посадке с натягом с силовводящим элементом. Предварительная статическая напряженность элементов 2,3 создается с помощью нажимной гайки При приложении к датчику нагрузки один из элементов 2, 3 догружается, а другой разгружается. На кольцах элементов 2, 3 установлены тензорезисторы 4-7. Силовводящий элемент выполнен в виде тела вращения с цилиндрическим пояском. Б корпусе 1 выполнены отверстия, центры которых расположены на среднем диаметре его стенок. 1 ил. с S (Л