Датчик растяжения-сжатия Советский патент 1992 года по МПК G01L1/22 

Изобретение относится к силоизмери- тельной и испытательной технике и может быть использовано при взвешивании движущихся обьектов, а также в тягоизмерительных стендах.

Известны тензорезисторные датчики силы, содержащие две силовводящие оболочки и кольцевую пластину. В таком датчике измеряемое усилие воздействует на силовводящие оболочки, изгибает кольцевую пластину, на которой расположены тензорези- сторы. При этом одни тензорезисторы растягиваются, а другие сжимаются. Электрический разбаланс тензометрического моста и является мерой деформации.

Недостатком такого датчика является сравнительно малая величина деформации кольцевой пластины из-за невозможности увеличения ее угла поворота в связи с наличием больших изгибных напряжений в си- лОБВОДЯЩИХ оболочках, возникающих в местах их соединения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является датчик, в котором упругий элемент состоит из двух цилиндрических оболочек разного диаметра, соединенных и выполненных за одно целое с ней.

Недостатком известного устройства также является малая величина деформации кольцевой пластины, что лимитируется величиной напряжений а силовводящей оболочке.

Цель изобретения - повышение чувствительности.

Указанная цель достигается тем, что силовводящая оболочка меньшего диаметра выполнена вогнутой, а силовводящая обоVJ

Ј

СЛ

«О (л)

лочка большего диаметра выполнена выпуклой, при этом величина вогнутости и выпуклости оболочек не меньше толщины соответствующих оболочек.

Силовводящие оболочки имеют продольные пазы, равномерно расположенные по окружности с глубиной не меньше половины толщины оболочек и выполненные с внутренней стороны у оболочки меньшего диаметра и с внешней стороны у оболочки большего диаметра.

Кроме того, силовводящие оболочки имеют сквозные продольные пазы, равномерно расположенные по окружности.

Выполнение силовводящих оболочек вогнутой и выпуклой формы обеспечивает большую их податливость в осевом направлении по сравнению с цилиндрическими. При этом максимальная величина деформации будет в зоне наибольшей вогнутости (выпуклости) силовводящей оболочки, т.е. вдали от места их сочленения. Поэтому максимальные напряжения в силовводящих оболочках в местах их сочленения будут меньшими, чем в цилиндрических.

Последнее обеспечивает возможность увеличения деформации упругой кольцевой пластины (угла ее поворота), что повышает величину электрического сигнала, а следовательно, и точность измерений. Толщина силовводящих оболочек должна быть меньше максимальной величины их вогнутости (выпуклости). При несоблюдении этого требования оболочки будут близки к цилиндрическим.

Выполнение продольных пазов равномерно распределенными в окружном направлении, причем в силовводящей оболочке меньшего диаметра изнутри и большего снаружи, а также с глубиной не меньше половины толщины оболочек, позволяет увеличить их упругую ппдзтливость в осевом направлении, что способствует снижению напряжений в оболочках, а кроме того, увеличению угла поворота кольцевой пластины и, следовательно, увеличению величины электрического сигнала.

В предлагаемом датчике пазы, равномерно распределенные по окружности, выполняют сквозными, что усиливает его преимущества.

На чертеже представлен датчик растяжения-сжатия, осевое сечение.

Датчик состоит из силовоспринимаю- щих верхнего 1 и нижнего 5 колец, силовводящих оболочек 2 и 4 и упругой кольцевой пластины 3, на которой установлены чувствительные элементы в виде тензорезисто- ров 6 и 7. Максимальные величины вогнутости/5с и выпуклости Дз больше толщин оболочек dandj .

В силовводящих оболочках 2 и 4 выполнены равномерно разнесенные в окружном направлении пазы 8 и 9 с глубиной П2 и h, больше соответственно Дг /2 и / /2,

Датчик работает следующим образом.

Нагрузка Р, приложенная ксиловоспри- нимающим кольцам 1 и 5, с помощью силов- водящих оболочек 2 и 4 передается кольцевой пластине 3, которая деформируется (поворачивается), передавая эту информацию чувствительным элементам 6 и 7, электрический сигнал которых воспринимается вторичной аппаратурой.

Формула изобретения

1. Датчик растяжения-сжатия, содержащий два силовоспринимающих кольца, две силовводящие оболочки разного диаметра и упругий элемент с тензорезисторами, расположенный между силовводящими оболоч

ками, при этом кольцо, силовводящие

оболочки и упругий элемент выполнены за одно целое и соединены между собой плавно, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, силовводящая оболочка меньшего диаметра выполнена вогнутой, а силовводящая оболочка большего диаметра выполнена выпуклой, при этом величина вогнутости и выпуклости оболочек не меньше толщины соответствующих оболочек

2.Датчик по п. 1,отличающийся тем, что силовеодящие оболочки имеют продольные пазы, равномерно расположенные по окружности, с глубиной не меньше половины толщины оболочек и выполненные с внутренней стороны у оболочки меньшего диаметра и с внешней стороны у оболочки большего диаметра.

3.Датчик по п.1 .отличающийся тем, что, силовводящие оболочки имеют

сквозные продольные пазы, равномерно расположенные по окружности.

:/

Изобретение относится к силоизмери- тельной технике и может быть использовано при взвешивании движущихся объектов, а также в тягоизмерительных стендах. Целью изобретения является повышение чуЕстви- тельности датчика растяжения-сжатия. Устройство содержит два силовоспринимаю- щих кольца, упругий элемент с тензорези- сторами и две силовводящие оболочки, при этом силовводящая оболочка меньшего диаметра выполнена вогнутой, а силовводящая оболочка большего диаметра выполнена выпуклой, при этом величина вогнутости и выпуклости оболочек не меньше толщины соответствующих оболочек. Кроме того, си/ювводящие оболочки могут иметь продольные пазы, равномерно расположенные по окружности, с глубиной не меньше половины толщины оболочек и выполненные с внутренней стороны у оболочки меньшего диаметра и с внешней стороны у оболочки большего диаметра. Пазы могут быть сквозными. 1 з.п ф-лы, 1 ил. м &