Тензометрический динамометр продольной силы Советский патент 1992 года по МПК G01L1/22 

Изобретение относится к силоизмери- тельной технике, в частности к силоизмери- тельным устройствам, основанным на измерении деформаций и их преобразовании в электрический сигнал

Известенн тензометрический динамометр продольной силы, содержащий упругий параллелограмм с жесткими продольными силовводящим элементом и силовыводящим корпусом и упругими поперечными пластинами, а также чувствительный элемент с тензоп- реобразователями, расположенный в плоскости параллелограмма и соединенный с силовводящим элементом и силовыводящим корпусом.

Его недостатком является существенная зависимость показаний чувствительного элемента от величин неизмеряемых компонент нагрузки (поперечных сил, особенно, продольных изгибающих моментов), в результате чего снижается точность при измерениях продольной компоненты пространственно оои- ентированной силы.

Более защищенной от воздействия неизмеряемых сил и моментов является конструкция известного динамометра (принятого за прототип), содержащего два упругих параллелограмма, плоскости которых ориентированы под углом друг к другу, с жесткими продольными силовводящим элементом и силовыводящим корпусом и упругими поперечными пластинами, а также чувствительный элемент с тензопреобразователями, расположенный между плоскостями упругих поперечных пластин.

Однако и для этого динамометра существенным является влияние неизмеряемых компонент нагрузки особенно момента, действующего в плоскости, перпендикулярной к плоскости симметрии упругих параллелограммов). Кроме того, конструкция динамометра нетехнологична, так как при изготовлении требует многочисленных перестановок.

Целью изобретения является повышение точности измерения динамометра за счет уменьшения влияния неизмеряемых

XI

О О CJ

о

СП

компонент нагрузки и улучшение его технологичности.

Эта цель достигается тем, что в тензо- метрический динамометр продольной силы, содержащий два упругих параллелограмма, плоскости которых размещены под углом друг к другу, с жесткими продольными еи- ловводящим элементом и силовыводящим корпусом и упругими поперечными пластинами, а также чувствительный элемент с тензопреобразователями, расположенный между плоскостями упругих поперечных пластин, введены три чувствительных элемента, два упругих параллелограмма и цилиндрическое основание, при этом упругие параллелограммы расположены крестообразно относительно силовводящего элемента, силовыводящий корпус выполнен в виде продольных жестких балок, установленных по периметру на цилиндрическом основании, а чувствительные элементы размещены в плоскостях упругих параллелограммов.

Существо изобретения поясняется на фиг. 1-4, на которых показаны продольный разрез динамометра (фиг. 1), его вид спереди (фиг. 2), поперечное сечение по А-А на фиг. 1 (фиг. 3) и электрическая схема соединения тензопреобразователей (фиг. А).

Тензометрическйй динамометр содержит крестообразно ориентированные относительно продольной оси ОХ четыре упругих параллелограмма с общим продольным жестким силовводящим элементом 1, жесткими продольными балками 2, установленными по периметру цилиндрическ О основания 3, и упругими поперечными пластинами 4, размещенными в двувх плоскостях. Между пластинами 4 упругих параллелограммов размещены чувствительные элементы, выполненные в виде П-образных рамок с продольными упругими пластинами 5, связанными между собой жесткими поперечинами 6 и посредством жестких перемычек 7 с силовводящим элементом 1 и продольными балками 2, а на пластинах 5 измерительных элементов размещены тензоп- реобразователи RI, электрически соединеные в измерительную мостовую схему в соответствии с фиг. 4. Силовводящий элемент 1 выполнен в виде балки квадратного сечения, грани которой ориентированы параллельно плоскостям соответствующих продольных пластин 5 П-образных рамок и внутренних поверхностей продольных балок 2 соответственно плоскости пластин 4, поперечин б, перемычек 7 и основания 3 перпендикулярны к продольной оси ОХ; поперечные пластины 4 ориентированы по осям координат OY и 02.

При проложении к силовводящему элементу 1 пространственно ориентированной силы F все поперечные компоненты нагрузки Y и Z, изгибающие MY и MZ и крутящий MX моменты воспринимаются упругой системой динамометра и его корпусом и компенсируются электрической схемой (фиг. 4). Продольная же компонента нагрузки X вызывает плоскопараллельное продольное смещение силовводящего элемента 1 относительно балок 2 с соответствующим S-образным изгибом поперечных пластин 5 П-обргзных чувствительных элементов, который вызывает соответствующее сжатие- растяжение тензопреобразователей Ri и появление сигнала в измерительной диагонали моста (фиг. 4), пропорционального величине компоненты X силы F.

Конструктивные особенности предложенного технического решения (в том числе симметрия упругой системы) обеспечивают

существенное (в 20-500 раз) снижение чувствительности динамометра к неизмеряемым компонентам нагрузки. Кроме того, существенно улучшена технологичность конструкции, для изготовления которой достаточно двух перестановок (поскольку в динамометре всего две плоскости симметрии).

Формула изо5ретения Тензометрическйй динамометр продольной силы, содержащий два упругих параллелограмма, плоскости которых размещены под углом друг к другу с жесткими продольными силовводящим элементом и силовыводящим корпусом и упругими поперечными пластинами, а также чувствительный элемент с тензопреобразователями, расположенный между плоскостями упругих поперечных пластин, отличающийся тем, что, с целью повышения томности за счет

уменьшения влияния чеизмеряемых компонент нагрузки и улучшения технологичности, з него введены три чувствительных элемента, два упругих параллелограмма и цилиндрическое основание, при этом упругие параллелограммы расположены крестообразно относительно силовводящего элемента, силовыводящий корпус выполнен в виде продольных жестких балок, установленных по периметру на цилиндрическом основании, а

чувствительные элементы размещены в плоскостях упругих параллелограммов.

2П A J1M56

lll/

Р О

UJ и г м

Фиг.1

Фиг 2

Сущность изобретения: динамометр содержит четыре упругих параллелограмма с общим продольным жестким силовводящим элементом 1, силовыводящий корпус, выполненный в виде жестких продольных балок 2, установленных по периметру цилиндрического основания 3, и упругие поперечные пластины 4. Чувствительные элементы выполнены в виде П-образных рамок и размещены между пластинами 4 упругих параллелограммов. 4 ил.

1

/f7.

f

хз

Яб

R1

RS