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

Изобретение относится к силоизмеритель- ной технике, в частности может быть использовано в конвейерных весах, ленточных дозаторах, специализированных силоизмери- тельных встраиваемых устройствах, весах.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения влияния паразитных нагрузок.

На фиг. 1 изображен упругий элемент датчика с разрезом по плоскости А; на фиг. 2 - датчик с компенсационными отверстиями.

Тензорезисторный датчик силы содержит параллелограммный упругий элемент 1 в виде прямоугольного параллелепипеда, кон- сольно закрепленного у торца 2 и нагружаемого измеряемым усилием Р у второго торца. Перпендикулярно боковым граням 3 выполнены два отверстия 4,5 и соединяющий их паз 6, продольные оси которых 7 и 8 расположены в плоскости 9, проходящей через середины боковых граней и параллельной несущим граням 10. Боковые отверстия 4,5 образуют с несущими гранями 10 упругие шарниры 11,12 параллелограмма, на которых закреплены тензорезисторы 13,14 и размещены на нижней грани соответственно тензорезисторы 13 и 141 в плоскости, проходящей через середины несущих граней 10 параллельно боковым граням 3. Перпендикулярно несущим граням 10 симметрично относительно плоскости 15 выполнены концентраторы напряжения в виде сквозных цилиндрических отверстий 16, расположенных в зонах упругих шарниров 11 и -12, при этом форма и количество этих отверстий могут быть иными.

Для компенсации остаточной чувствительности выполняют компенсационные отверстия 17. Размеры и расположение отверстий 16 определяются преимущестБОнно раз042

сс

со

Ј

мерами тензоэлементов и прочностными характеристиками.

Датчик силы работает следующим образом.

При воздействии силы Р упругие шарниры 11 и 12 параллелограмма изгибаются, при этом происходит деформация тензорезисторов: два 13 и 141 растягиваются, а два 13 и 14 сжимаются. Деформация тензорезисторов, контакты которых соединены по мостовой схеме, преобразуется в электрический сигнал, пропорциональный измеряемому усилию.

Выполнение средней части несущих граней 10 монолитными повышает сопротивление упругого элемента закручиванию и уменьшает чувствительность тензорезистор- ного датчика силы к паразитным нагрузкам.

Формула изобретения

1. Тензорезисторный датчик силы, содержащий упругий элемент, выполненный в виде

прямоугольного параллелепипеда, в котором перпендикулярно боковым граням выполнены два сквозных отверстия, соединенных пазом, оси отверстий и паза проходят через середину боковых граней, а перпендикулярно несущим граням, симметрично их продольной оси выполнены концентраторы напряжения, тензорезисторы, закрепленные на несущих гранях в зонах упругих шарниров, образованных боковыми отверстиями, причем продольные оси тензорезисторов расположены на осях несущих граней, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет снижения влияния паразитных нагрузок, каждый концентратор напряжений выполнен в виде двух отверстий, расположенных в зонах упругих шарниров.

2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что, с целью корректировки сигналов тензо- резисторов, в зонах упругих шарниров дополнительно выполнено одно или несколько компенсационных отверстий.

Изобретение относится к силоизмери- тельной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения При нагружении датчика упругие шарниры 11 и 12 параллелограммного упругого элемента 1 изгибаются, происходит деформация тензорезисторов, из которых два тензоре- зистора 13 и 14, растягиваются, а два тензо- резистора 13 и 14 сжимаются. По сигналам о величине деформации судят о приложенной силе За счет выполнения концентраторов напряжения в виде четырех сквозных отверстий, расположенных в зонах упругих шарниров, уменьшается ч вствитель- ность к паразитным 2 ил.

16

13

ы.

2

10

Риг.1

.

ft

ft

17

-$Ф О

фуг 2