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

Изобретение относится к силоизмери- тельной технике и может быть использовано для измерения сил, в том числе и знакопе ременных.

Известен тензорезисторный датчик силы, принятый в качестве аналога в котором упругий элемент, выполненный в форме тела вращения, содержит силовводящую часть, сопряженную со столбиками, образованными прорезями в цилиндрической оболочке, каждый из которых сопряжен с балочками равного сопротивления, которые, в свою очередь, другим концом сопряжены с опорным кольцом 1.

К недостаткам аналога относится необходимость применения сложной технологии обработки упругого элемена и необходимость дополнительных устройств изоляции его рабочей зоны

Известен тензорезисторный датчик силы, принятый в качестве прототипа, в котором упругий элемент выполнен в форме тела вращения с жесткой центральной силовводящей частью, переходящей в кольцевую пластину линейно переменной толщины, максимальные толщины которой находятся в местах сопряжения с силовводящей и

опорной частями, а минимальная - в районе среднего радиуса 2.

Преимущества прототипа заключаются в возможности размещения тензорезисто- ров на одном торце пластины, что позволяет осуществить герметизацию рабочей зоны только корпусом датчика

К недостаткам прототипа следует отнести низкую технологичность датчика и ярковыра- женный мембраный эффект, возникающий при деформации кольцевой пластины.

Целью изобретения является повышение технологичности конструкции датчика.

Цель достигается тем, что упругий элемент выполнен в виде двух коаксиально расположенных цилиндрических оболочек, верхние торцы которых соединены между собой кольцом, а нижние торцы оболочки меньшего диаметра и оболочки большего диаметра соединены кольцевыми пластинами с силовводящей и опорной частями соот- аетственно, при этом тензорезисторы размещены на кольцевых пластинах.

Конструкция датчика представлена на чертеже. Упругий элемент датчика, выполненный в форме тела вращения, состоит из двух коаксиально расположенных цилиндСП

с

о

о

ОС

42

к:

рических оболочек 1 и 2, верхние торцы которых соединены между собой при помощи кольца 3. Нижний торец цилиндрической оболочки 1 меньшего диаметра соединен с жесткой силовводящей частью 4 кольцевой пластиной 5, а нижний торец цилиндрической оболочки 2 большего диаметра соединен с жестквой опорной частью 6 кольцевой пластиной 7, Тензорезисторы 8 и 9 размещены на одноименных торцах кольцевых пластин 5 и 7. От внешней среды зона размещения тензорезисторов изолируется корпусом 10.

Датчик работает следующим образом. Измеряемая сила F, например сжимающая, приложенная к силовводящей части 4, обуславливает изгиб кольцевой пластины 5 так, что тензорезисторы 9 испытывают деформацию растяжения, и одновременно изгиб кольцевой пластины 7 так, что тензорезисторы 8 испытывают деформацию сжатия.

Ввиду радиальной податливости оболочек 1 и 2 мембраный эффект нейтрализуется.

Техническим преимуществом датчика является обеспечение технологичности конструкции при сохранении высокой точности измерения.

Формула изобретения Тензорезисторный датчик силы, содержащий размещенный в корпусе упругий элемент с тензорезисторами и силовводящей и опорной частями, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности, упругий элемент выполнен в виде двух коакси- ально расположенных цилиндрических

оболочек, верхние торцы которых соединены между собой кольцом, а нижние торцы оболочки меньшего диаметра и оболочки большего диаметра соединены кольцевыми пластинами с силовводящей и опорной частями соответственно, при этом тензорезисторы размещены на кольцевых пластинах.

Сущность изобретения: несущая часть упругого элемента выполнена в виде двух коаксиально расположенных оболочек 1, 2, верхние торцы которых соединены при помощи кольца 3, а нижний торец оболочки меньшего диаметра соединен кольцевой пластиной 5 с силовводящей частью 4, нижний торец оболочки 2 соединен кольцевой пластиной 7 с опорной частью 6 1 ил

Ю

Р

5

f J 2 76 /// //