Способ изготовления струнного датчика Советский патент 1991 года по МПК G01L1/10 

(Л

С

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных областях техники, связанных с измерением физических величин. Целью изобретения является повышение технологичности и надежности. Цель достигается тем, что струну 4 выпЬлняют из электропроводного материала, формируют в выступах упругого элемента 1 пазы и заполняют изоляционным материалом 3,затем нагревают струну до определенной температуры, внедряют ее в изоляционный материал и прекращают нагрев. В изоляционном материале возможно предварительное изготовление пазов в направлении оси струны, ширина которых меньше толщины струны. 2 з.п. ф- лы, 4 ил.

/

s////yy7fr/AS/////////y/7777,

fi

3 ,5

и

10

00 OJ

77,

fi

Фиг.З

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам, предназначенным для использования в различных областях науки и техники, связанных с измерением усилий, давлений и других механических величин.

Целью изобретения является повышение технологичности и надежности.

На фиг.1 показан упругий элемент с выступами и пазами; на фиг.2 - то же, с изоляционным материалом в пазах; на фиг.З - то же, со струной; на фиг.4 - выполнение пазов в изоляционном материале.

Способ изготовления реализуется следующим образом.

Формируют упругий элемэнт 1 с еысту- пами 2, выполняют струну из электропроводного тугоплавкого материала, например из вольфраморениевого сплава БР-20 Формируют в выступах пазы (фиг.1) Формирование пазов может проводится любым известным методом, например фрезерованием Формирование пазов может проводиться и в одном цикле с изготовлением упругого элемента и выступов. Вплавляют в пазы изоляционный материал 3 с меньшей температурой размягчения по сравнению с температурой оекристаллизации материала струны (фиг.2). В качестве этого материала используется стекло С52-1, имеющее температуру размягчения 585°С. Температура рекристаллизации сплава ВР-20 1500°С Для обеспечения работоспособности струнного датчика в широком диапазоне температур до- полнитильно необходимо обеспечить близость температурных коэффициентов линейного расширения (ТКЛР) материала струны А и изоляционного материала. Для повышения прочности закрепления на концах струны в зоне соприкосновения с изолятором могут быть выполнены утолщения, а в пазах - выступы проточки перпендикулярно продольной оси струны. В качестве изоляционного материала иматериала струны могут быть использованы и другие сочетания материалов, имеющих близкие температурные коэффициенты линейного расширения и необходимые соотношения температур размягчения и температур рекристаллизации. При этом с целью уменьшения температурных погрешностей при эксплуатации упругий элемент с выступами изготавливают из материала с аналогичным или близким ТКЛР. Соотношение между температурой размягчения изоляционного материала и температурой рекристаллизации материала струны является существенным, так как, если температура размягчения изоляционного материала не будет меньше температуры рекристаллизации материала струны, то в процессе последующего на. рева струны могут изменяться ее механические характеристики. Помещают струну и упругий элемент в защитную сред В качестве защитной среды используется

инертный газ или вакуум. Защитная среда необходима для предотвращения окисления струны при последующем оазогреве. Нагревают струну 4 пропусканием ческого тока через нее при помощи токоподводов 5. Величину электрического тока подбирают экспериментальным путем Температура нагрева струны должна гоеочшспь температуру размягчония изоляционного материала для обеспечения последующего

5 внедрения струны в изоляционный материал. В то же время температура нагрова стру- ны должна быть меньше температур1 рекристаллизации струны для предотвращения изменения ее характеристик

п

u рение струны в изоляционный материал

(фиг.З)осуществляется параллельным ее перемещением о направлении упругого элемента. Перемещение осущестпляется с помощью манипулятора. Для облегчения

5 внедрения параллельное перемещение может сопровождаться микроперемешениями от ультразвукового позбч ди гслг о напртвле нии перемещения и вдоль оси струны После достижения необходимого положения

струны прекращают ее нагрев, /мень з ток притекающий через струну, до нуля П. достижении струной температуры отпер к дения изоляционного матеоиапг прочсчо- дит жесткое закррпление струны в выступах упругого элемента После полною охлаждения струны автоматически получается ее натяг, связанный с тем, что при пнедренли нагретой струны упрушй элемент практиче- не нагревается и его линейные размеры неизменны, а длина струим увеличилась вследствие ее термического расширения

Способ изготовления го п 1 формулы не позволяет получать натяг струны п более или менее широких пределах та как этот натяг получается автоматически и полностью определяется характеристиками применяемых материалов. В то же время, в струнных датчиках для каждой конкретной конструкции существует оптимальный натяг струны, кою- рый обеспечивает надежную работу дггр.икг с минимальной погрешностью. С целью возможности получения требуемого нагяга и - обеспечения на основе этого повышения надежности перед внедрением струны предварительно изменяют температур ., упругого элемента до темпеогтуры, определяемой по соотношению п.2 формугы. Причем для получения натяга, величина которого превышает натяг по п.1 формулы, необходимо охлаждать упругий элеме-ir а для получения натяга ве5

5

личина которою меньше натяга по п.1 фор- мупы, необходимо нагревать упругий элемент,

С целью дальнейшего облегчения внедрения струны в изоляционный материал в соответствии с п 3 формулы возможно предварительное выполнение пазов б (фиг.4) в направлении оси струны, ширина которых мен иие толщины струны.

Формула 1/. зобгетения

N

7

ционный материал и прекращают нагрев струны.

to Оу.э

А

(tu - to)

где to - температура нормальных климатических условий;

crL - температурный коэффициент ли- нейнсго расширения струны;

«у,э температурный коэффициент линейного расширения упругого элемента;

tu - температура отверждения изоляционного материала;

10 - длина струны между выступами при температуре ь;

АI - заданный натяг струны.

/

Фиг. 2

,%

Фи&Ь