Датчик силы Советский патент 1989 года по МПК G01L1/16 

Изобретение относится к измерительным пьезоэлектрическим преобразователям и может быть использовано для измерения динамических сил при больших статических нагрузках.

Цель- изобретения - повышение стабильности и точности.

На фиг. 1 показано устройство, разрез , на фиг. 2 - то же, с упругим элементом.

Датчик состоит из крепежного элемента с прижимной гайкой 1, установленных внутри корпуса 2 в виде основания, чувствительного элемента 3. Крьшка 4 крепится к корпусу 2 и чувствительному - элементу 3 болтами 5 и 6. В качестве чувствительного элемента 3 установлен пьезодатчик.силы Изоляция от корпуса осуществляется электроизоляционными прокладками 7 и 8, резьбовые отверстия 9 в крышке и дне датчика служат для его крепления к объекту.

Датчик работает следующим образдм Внешняя статическая нагрузка на датчик силы передаётся крышкой 4 одновременно на чувствитеЛьньй элемент 3 и стенки корпуса 2. Поскольку пло- 1цадь и жесткость стенок корпуса зна- - чительно превьшают площадь и жесткость чувствительного элемента, то на-чувствительный элемент приходится значительно меньшая часть этой нагрузки и величина предварительной затяжки при этом изменяется мало, чем обеспечивается стабильность чувствительности датчика при нагрузках на порядок больших, чем для известного датчика. Уменьшение при этом чувствительности датчика несущественно, так как в датчиках большой грузоподъемности чувствительность приходится уменьшать на порядок и более установкой дополнительной емкости для обеспечения электрической прочности измерительного тракта Выеокая жесткость датчика, обусловленная его корпусом 2, расширяет частотный диапазон измерений при установке под амортизатор, а также защищает хрупкую керамику от ударов перекосов и перегрузок.

Значительная толщина корпуса 2 и крышки 4 препятствуют, передаче

деформаций опорных поверхностей, которыми обусловлена тензочувствитель- ность известного датчика, на чувст- вительный элемент.

При дополнительной установке упругого элемента 10 между крышкой корпуса и крепежным элементом чем меньше жесткость упругого элемента, тем выше стабильность и грузоподъемность, но тем меньше чувствительность датчика. Поэтому, в каждом конкретном случае жесткость упругого элемента необходимо рассчитывать, исходя из допустимого уменьшения чувствительности датчика силы. Например, при установке упругого элемента с .жесткостью в пять раз меньшей- жесткости чувствительного элемента, допустимая нагрузка-на элемент вырастает в пять раз, и в пять раз упадет его чувствительность.

Электроизоляционные прокладки 7 и 8, установленные между чувствительным элементом и корпусом, не позволяют образоваться контуру заземления при многоканальных и-змерениях , и устраняют сигнал-помеху.

Формула изобретения

1. Датчик силы, содержащий корпус и установленный в нем чувствительный элемент, отличающийс я тем, что, с целью повьштения стабильности и точности, корпус выполнен в виде контактирующих между собой крышки и основания, которое снабжено крепежным элементом с при имной гайкой, расположенной между :крышкой и предварительно поджатым , чувствительным элементом, поверхности крепежного элемента с гайкой контактируют с поверхностью крьшки, а

обращенные одна к другой поверхности основания, крышки и крепежного элемента с гайкой отшлифованы.

2, Датчик по п. 1, отличающийся тем, что между крьшпсрй и крепежным элементом установлен упругий элемент, а поперечное сечение стенок корпуса больше площади чувствительного элемента, не менее чем на порядок.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения динамических сил. Целью изобретения является повышение стабильности и точности. Цель достигается тем, что корпус выполнен в виде крышки 4 и основания 2, которое снабжено предварительно поджатым крепежным элементом с прижимной гайкой 1, расположенной между крышкой 4 и чувствительным элементом 3, при этом поверхности крышки 4, контактируют с поверхностями крепежного элемента с гайкой 1, а обращенные одна к другой поверхности крышки 4, основания 2 и крепежного элемента с прижимной гайкой 1 отшлифованы. При приложении измеряемого усилия к крышке это усилие перераспределяется между чувствительным элементом и стенками корпуса, чувствительный элемент деформируется и на его выводах появляется сигнал, пропорциональный измеряемой силе. 2 ил.

tb-.-(ри$.г