Тензорезисторный датчик силы Советский патент 1992 года по МПК G01L1/22 

Изобретение относится к силоизмери- тельной технике и может быть использовано для измерений с высокой точностью сил постоянного знака.

Известно силоизмерительное устройство, принятое в качестве аналога, е котором два датчика сжатия предварительно поджаты к силовоспринимающей плите с помощью шпилек стягивающих плиты, на которых установлены основания датчиков, К недостаткам аналога относится высокая металлоемкость и громоздкость конструкции.

Известен тензорезисторный датчик силы, принятый в качестве прототипа, в котором два упругих элемента разделены силовоспринимающей «dC гью датчика и предварительно нагружены осевым усилием, превышающим половину номинальной нагрузки, с помощью гайки, ввинчиваемой в корпус датчика. К недостаткам прототипа следует отнести сложность монтажа датчиков значительной грузоподъемности ввиду большого усилия предварительного нагру- жения и трудности его обеспечения, что обусловливает снижение надежности изделия.

Целью изобретения является повышение надежности датчика.

Эта цель достигается тем, что в тензорезисторный датчик силы, содержащий два предварительно поджатых ynpvmx зтемен- та, выполненных в форме тел вращения, введена регулировочная прокладка, установленная с зазором между упругими элементами, при этом один из упругих элементов выполнен с осевой податппво- стью, превышающей осевую податливость другого упругого элемента в 8-9.5 раз.

Конструкция датчика представлена на чертеже, где упругий элемент 1 меньшей осевой податливости, на цилиндрической поверхности подрезисторного выступа изгибаемой части которого размещены тензо- резисторы 2. Тензорезисторы 3 размещены на цилиндрической поверхности полрез сторного выступа изгибаемой зсти упругого элемента Д, осевая податливость которого в 8-9,5 раз больше осевом подагли вости упругого элегентя 1. Силовводчщле части упругих элементов 1 и 4 сопряжены между собой по диаметру d до утеря пп кольцевой поверхности А Толщт а Ь регулировочной прокладки 5 обмене ПЬЯРТ из(Л

W

чальный зазор в ее сопряжении с опорными частями упругих элементов 1 и 4, превышающий осевое перемещение упругих цементов под действием усилия . Этот зазор выбирается при стяжке опорных частей уп- ругих элементов и 4 с помощью винтов 6. При этом происходит деформирование упругих элементов, и так как упругий элемент 1 меньшей податливости, он деформируется меньше, а упругий элемент 4 большей податливости - больше, и требуемое осевое усилие для стяжки опорных частей упругих элементов 1 и 4 значительно меньше, если бы стягивались опорные части упругих элементов 1 с деформацией, превышающей 50% от FH, что необходимо в прототипе. Работает датчик следующим образом При приложении измеряемого усилия F упругий элемент 1 догружается по силе и тензорези- сторы 2 испытывают приращение сжимаю- щей деформации, а упругий элемент 4 разгружается по силе, и тензорезисторы 3 испытывают приращение растягивающей деформации, что позволяет реализовать мостовую схему.,

Ввиду того, что выборка зазора при стяжке опорных частей упругих элементов 1 и 4 винтами 6 осуществляется до упора их торцевых поверхностей в прокладку 5, превышение усилия затяжки винтов не оказывает влияние на напряженно-деформированное состояние упругих элементов. Это позволяет повысить надежность изделия, как ввиду стабильности предварительной напряженности упругих элементов, так и ввиду легкости компенсации возможной холодной ползучести винтов с помощью коэффициентов запаса по усилию их затяжки. Формула изобретения Тензорезисторный датчик силы, содержащий два статически нагруженных упругих элемента, выполненных в форме тела вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введена регулировочная прокладка, установленная с зазором между упругими элементами, при этом один из упругих элементов выполнен с осевой податливостью, превышающей осевую податливость другого упругого элемента в 8-9,5 раз.

Сущность изобретения: тензореэистор- ный датчик силы содержит два упругих элемента в форме гел вращения. Один из упругих элементов выполнен с осевой податливостью, превышающей осевую подаг- ливость другого упругого элемента в 8-9 5 раз. Оба упругих элементасматически нагружены. 1 ил.

3,5