Тензорезисторный датчик силы Советский патент 1991 года по МПК G01L1/22 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения усилий.

Цель изобретения - повышение точности и долговечности датчика.

На чертеже представлен тензорези- сторный датчик силы.

Датчик состоит из соосных цилиндрических силовводящей 1 и силовоспринимаю- щей 2 оболочек, выполненных за одно целое с кольцевой пластиной 3.на которой навиты тензорезисторы 4 и 5.

Датчик работает следующим образом.

Осевая нагрузка, приложенная к силовводящей 1 и силовоспринимающей 2 оболочкам, воздействует на кольцевую пластину 3 так, что она поворачивается вокруг точки О, являющейся центром тяжести сечения. Тензорезисторы 4 сжимаются, а тензорезисторы 5 растягиваются.

Деформация тензорезисторов преобразуется в электрический сигнал, величина которого пропорциональна измеряемому усилию. Геометрические размеры упругого элемента связаны соотношением и обеспечивают отсутствие радиального перемещения кольцевой пластины 3 Это соот ношение получено из анализа напряженно-деформированного состояния упругого элемента

(Л

С

(5Ui+2d-/3lE -)

Vv7(5i(Di-2(5i J

-#(1+2д-№ (Di -

где 1 , Di , (62, D2 ) - толщина и диаметр внутренней поверхности силовводящей и силовоспринимающей оболочек:

д- толщина кольцевой пластины.

При выполнении соотношения радиальные перемещения кольцевой пластины отсутствуют. Поэтому при измерении знакопеременных усилий отсутствует дополнительная деформация, которая в противном случае возникает либо в верхних либо в нижних тензорезисторах Эта дополнительная деформация вызвана изменением направления силы.

о ю

ю

00

со

Презираемым датчиком измерение знакопеременных усилий осуществляется более точно и надежно, поскольку упругий элемент деформируется равномерно, без локальных нагрузок.

Формула изобретения

Тензорезисторный датчик силы, содержащий упругий элемент в виде кольцевой пластины, выполненной соосно и за одно целое с цилиндрическими силовводящей и силовоспринииающей оболочками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и долговечности, геометрические

размеры в упругом элементе выполнены удовлетворяющими соотношению

Я(( (5i()

-Й(1 ). л (

где oi , DI , (О2, D2 ) - толщина и диаметр

внутренней поверхности силовводящей и силовоспринимающей оболочек соответственно, мм;

д - толщина кольцевой пластины, мм;

v - коэффициент Пуассона, учитывающий упругие свойства материала.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для точного измерения усилий. Целью изобретения является повышение точности и долговечно сти датчика. Цель достигается тем что геометрические размеры в упругом элементе выполнены удовлетворяющими математическому соотношению