Силоизмерительный тензодатчик Советский патент 1992 года по МПК G01L1/22 

Изобретение относится к силоизмери- тельной технике и может быть использовано для измерения с высокой точностью сил, в том числе и знакопеременных.

Известно силоизмерительное устройство, принятое в качестве аналога, в котором два тензодатчика сжатия, предварительно поджатые к силовоспринимающей плите, работают по схеме догрузка-разгрузка.

Недостатком аналога является громоздкость, многодетальность и, как следствие, низкая надежность. Кроме того, в прототипе при отсутствии измеряемого усилия упругие элементы и тензорезисторы, размещенные на них, нагружены на величину, составляющую больше половины рабочей нагрузки, что не позволяет получить большие значения коэффициента передачи для устройства.

Известен тензорезисторный датчик силы, принятый в качестве прототипа, в котором использованы два упругих элемента, выполненные в форме тела вращения, поджатые центральными оболочками к торцам буртика на силовводящей части с помощью нажимной гайки, воздействующей на опорную часть одного из упругих элементов при одновременном упоре опорной части другого упругого элемента в дно корпуса.

В прототипе решена задача снижения многодетальности и повышения надежности, что является его достоинством. Но и ему присущи недостатки, Один из них заключа- етя в трудности обеспечения предварительной напряженности упругих элементов, даже при условии использования мелкой резьбы и сохранения стабильной величины затяжки, особенно для малогрузных датчиков. В прототипе, как и в аналоге, невозможно получить значения коэффициентов передачи без опасности механической перегрузки тензорезисторов.

Целью изобретения является повышение точности измерений и чувствительности.

Эта цель достигается тем, что силоизме- рительный тензодатчик с двумя статически нагруженными упругими элементами снабжен втулкой и дополнительным корпусом с перемычкой, при этом втулка и перемычка расположены соответственно между сило- воспринимающими и опорными частями упругих элементов, поджатых к втулке силой Р,равной

Р (1.5-3)Рщах.

где Ртах - максимальная измеряемая сила.

Чи-1

Ј

VI

Os О 00 Ю

СО

Конструкция тензодатчика представлена на чертеже. Он включает упругие элементы 1 и 2, на подрезисторных выступах которых размещены тензорезисторы 3 и 4, дополнительный корпус 5, перемычка которого сопряжена с опорными частями упругих элементов, втулку 6, силовводящую часть 7, гайки 8, основной корпус 9, стопорную гайку 10, мембрану 11.

Собирается и работает датчик следующим образом.

Два упругих элемента сопрягаются опорными частями с торцами перемычки дополнительного корпуса 5, при размещенной между ними втулке 6, и с помощью силовво- дящей части 7 и гаек 8 стягиваются силоеос- принимающими частями с выборкой зазора до упора в торцы втулки 6, После этого на подрезисторных выступах упругих элементов размещаются тензорезисторы 3 и 4. Затем дополнительный корпус 5 с комплектующими

I,2, 3, 4, 7 и 8 устанавливается в основной корпус 9 и фиксируется в нем нажимной гайкой 10. От внешней среды рабочая полость тензодатчика герметизируется мембраной

I1.При действии измеряемого усилия Р упругие элементы прогибаются в одном направлении, но при этом один из них догружается к усилию предварительной затяжки, а второй разгружается на ту же величину, что обуславливает растяжение тензорезисторов на подрезисторных выступах разгружаемого упругого элемента и сжатие тензорезисторов на подрезисторных выступах догружаемого элемента.

Ввиду того, что тензорезисторы размещаются на упругих элементах после предва- рительного статического нагружения последних, они могут испытывать такие же

деформации, как и в случае размещения на одном предварительно ненагруженном элементе, и тем самым обеспечить наиболее высокое значение коэффициента передачи,

приемлемого для упругого элемента.

Предварительное нагружение упругих элементов, осуществляемое стяжкой до упора в торцевые поверхности регулировочной втулки, исключает необходимость контроля

за степенью предварительного нагружения упругих элементов. Использование усилия затяжки, в 1,5-3 раза превышающее номинальное значение измеряемой силы, повышает контактную жесткость стыков и гарантирует

их нераскрытие при любой практически возможной холодной ползучести в резьбе силов- водящей части 7 и гаек 8.

Техническими преимуществами датчика являются высокая точность измерений и

чувствительность.

Формула изобретения Силоизмерительный тензодатчик, содержащий корпус, два статически нагруженных

упругих элемента с тензорезисторами, выполненных в виде тел вращения с опорными частями, расположенными по краям упругих элементов, и силовоспринимзющими частями в центре, силовводящий элемент с гайками и мембрану, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности, он снабжен втулкой и дополнительнчм корпусом с перемычкой, при этом втулка и перемычка расположены соответственно

между силовоспринимающими и опорными частями упругих элементов, поджатых к втулке силой Р, равной

Р(1.5-3)Рмакс,

где Рмакс - максимально измеряемая сила.

Сущность изобретения: силоизмери- тельный тензодатчик содержит два упругих элемента 1 и 2, силовводящий элемент 7, втулку 6 и дополнительный корпус с перемычкой 5. Упругие элементы содержат сило- воспринимающие и опорные части, а втулка 6 и перемычка 5 расположены между сило- воспринимающими и опорными частями соответственно, 1 ил.