Устройство для измерения нагрузок Советский патент 1993 года по МПК G01L1/22 

Изобретение относится к измерительной технике и- может быть использовано для измерения сжимающих нагрузок, меняющихся в широком диапазоне (от нескольких килоньютонов до нескольких сотен кило- ньютонов), при работе конструкций в условиях высоких температур и воздействия агрессивных рабочих сред (например, опорные реакции в турбинах тепловых и атомных электростанций).

Целью изобретения является повышение точности измерения больших величин нагрузок и надежности работы.

На торцовые плоскости кожуха также нанесен слой антифрикционной пасты, что наряду с указанными выше конструктивными решениями значительно снижает влияние сдвига полостей контакта между телами и кожухами на точность измерения сжимающих нагрузок.

На фиг,1 представлен разрез предлага емого устройства; на фиг.2 - вид сверху на указанное устройство при снятой крышке

кожуха с указанием мест установки тензорезисторов и термопар.

Устройство для измерения нагрузок содержит сплошной диск 1, центральная часть которого имеет большую высоту, чем периферийная. Диск 1 выполнен из высокопрочной нержавеющей стали, что позволяет его центральной части воспринимать весьма значительные осевые нагрузки. На боковой поверхности периферийной части диска выполнены шесть, равномерно расположенных по окружности, пазов 2 в виде открытых полуцилиндров.

В каждом из пазов 2 в местах, указанных на фиг.2, размещены высокотемпературные тензорезисторы 3 и термопары 4.

Наличие термопар 4 позволяет определить температуру в месте установки тензо- резистора и оценить температурную поправку выходного сигнала.

Таким образом, предлагаемое устройство является одновременно датчиком нагрузок и датчиком температур.

Ъ

k

00

00

g

о

00

Диск 1 с установленный тензорезисто- рами 3 и термопарами 4 помещен в кожух, состоящий из двух частей: крышки 5 и стакана 6, соединенных при помощи резьбы со слоем герметика. После сборки внутренняя полость кож,ха заполняется инертным газом.

К крышке кожуха приварены две трубки 9. в каждой их которых размещены измерительные провода 10 от трех тензорезисто- ров и одной термопары.

Устройство для измерения устанавливают между плоскостями двух тел для измерения сил сжатия между ними.

Устройство для измерения сил сжатия между двумя телами работает следующим образом.

Силы сжатия между телами через крышку 5 и стакан 6 кожуха передаются на центральную часть диска 1, в которой вызывают деформации сжатия в осевом направлении. Эти деформации преобразуются в попереч- ные.в результате чего на боковой поверхности периферийной части диска возникают напряжения к окружном направлении.

Пазы 2 в виде полуцилиндра, выполненные на боковой поверхности периферийной части диска 1. создают концентрацию окружных напряжений.

Установка диска с высокотемпературными тензорезисторами и термопарами в кожух и обеспечение герметичности его внутренней полости, заполненной инертным газом, позволяет повысить надежность работы устройства и точность измерений в случае работы конструкции при высоких

температурах и воздействии агрессивных сред.

Конструкция предлагаемого устройства для измерения нагрузок обеспечивает постоянство интегральной величины выходного сигнала, получаемого со всех тен- зорезисторов, при малых ограничениях на отклонение от взаимной параллельности плоскостей контакта. 0

Ф о р м у л а и з о б рг е т е н и я Устройство для измерения нагрузок, содержащее кожух с размещенным внутри него упругим элементом, на боковой повер- 5 хности которого установлены тензорезисто- ры, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений больших величин нргрузок и надежности в работе, в него ведены по крайней мере две термоп.а- 0 ры, упругий элемент выполнен в виде сплошного диска с криволинейными торцевыми поверхностями, центральная часть ко- торого больше по высоте, чем его периферийная часть, а на торцевых плоско- 5 стях диска находится антифрикционное покрытие, при этом в боковой поверхности диска равномерно по окружности выполнены пазы в виде открытых полуцилиндров, в центре образующих которых установлены 0 тензорезисторы, кожух заполнен инертным газом и состоит из двух частей, связанных между собой посредством резьбового соединения со слоем герметика, а тензорезисторы выполнены высокотемпературными. 5 причем термопары размещены на образующих открытых полуцилиндров.

Использование: для измерения сжимающих нагрузок, меняющихся в широком диапазоне, при работе конструкций в условиях высоких температур и воздействия агрессивных рабочих сред. Сущность изобретения: устройство содержит кожухе размещенным внутри него упругим элементом, на боковой поверхности которого установлены тензорезисторы, две термопары, а упругий элемент выполнен в виде сплошного диска с криволинейными торцовыми поверхностями, центральная часть которого больше по высоте, чем его периферийная часть, а на торцовых плоскостях диска находится антифрикционное покрытие. 2 ил.

10

3 3

5

to

ж

/т

f361

I