СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ТЕНЗОДАТЧИК Советский патент 1972 года по МПК G01L1/22 

Изобретение относится к области метрологии, а именно к датчикам для измерения неэлектрических величин электрическим сиособом.

Известны силоизмерительные тензодатчики, содержащие грузоириемный узел в виде сферического элемента, опирающегося на цилиндрический вкладыш, связанный с помещенным в корпус мембранным упругим элементом со стойками, на которых размещены бесклеевые тензорезисторы. Эти датчики не обеспечивают требуемой точности измерения при боковых нагрузках и опрокидывающих моментах.

Предлагаемый силоизмерительный тензодатчик отличается от известного тем, что в нем в упругом эле.менте, по оси симметрии, выполнена цилиндрическая проточка до нейтральной плоскости, с торцом которой контактирует вкладыш, передающий измеряемую нагрузку, а в упругом элементе, в Heiiтралыюй плоскости по ободу, выполнены лунки, в которые утоплены опорные шарики, размещенные в гнездах промежуточного кольца, укрепленного в корпусе. Это позволяет уменьшить влияние боковых нагрузок и опрокидывающих моментов на точиость измерения и стабилизировать упругий элемент относительно корпуса.

Упругий элемент / (типа пластины) имеет по центру вкладыш 2, который нижним сферическим кольцом сопряжен с упругим элементом в нейтральной плоскости. Измеряемая нагрузка через сферический элемент 3 передается вкладышу 2 и далее упругому элементу. По ободу последнего, в нейтральной плоскости, расположены опорные шарики 4, которые одпой стороной утоплены в

лунки 5 на упругом элементе, а другой - в гнезде нромел уточной обоймы 6. Высота промежуточной обоймы, установленной в корнусе 7, обратно пропорциональна половине толщины пластины и в сумме с ней является величиной постоянной.

Чем на большую нагрузку рассчитан датчик, тем большей должна быть толщина иластины (унругого элемента) и тем меньше высота промежуточной обоймы, чтобы создать ностоянство суммы этих величин; тогда остальные детали, входящие в датчик, могут быть унифицированы.

Размещение опорных шариков и прпложение измеряемого усилия в нейтральной плоскости обеспечивают устойчивость и работоспособное гь датчика при любой его ориентации в пространстве.

Работает датчик следующим образом. Измеряемое усилие через сферический элету / в нейтральной плоскости н вызывает соответствующий прогиб пластины. На нижнем торце пластины радиально расположены консольные стойки 8, по которым навиты проволочные тензисторы 9. В зависимости от величины нрогиба пластины консольные стойки 8 расходятся на определенный угол и растягивают при этол гензонроволоку. Величина деформации проволоки зависит также от ее расположения на стойках - чем дальи е oi торца пластины расиолол ены 1иггки, тем больпр/ю деформацию они будут псиытыь.пь. Варьируя расположеиие нитков на консольных стойках, можно исполь;;овать одни н тот же упругий элемент для измерении различных нагрузок. Уменьшение влияния онрокидывающих момеитов обеспечивается приведеиием в нейтральную плоскость как опоры упругого элемента, так и точки приложения измеряемой силы. Исключепие аксиа.чьного смещения упругого элемента относительно корпуса обеспечивается размеи1,ен11ем опорных нгариков ио ободу упругого элемента в не ггр11льи() плоскости.

П р е д м е т н з о б j) е т е н и я

1.Силопзмерительный те)1зодатчик, содержащий грузонрпемный узел в виде сфернческого элемепта, опираюп1егося на цилиидрический вкладыш, связанный с помещенным в корпус мембранным упругнм элементом со стойками, на которых размещены бесклеевые тензорезисторы, отличающийся тем, что, с целью уменьшения влияния боковых нагрузок и онрокидывающих моментов на точность измерения, в упругом элемепте, ио оси симметрии, выполпеиа цилиндрическая нроточка до нейтральной плоскости, с торцом которой контактирует вкладыш, передающий измеряемую иагрузку.

2.Теизодатчик ио п. 1, отличающийся , что, с целью стабилизации уиругого элемента отпосителыю корпуса, в упругом элемепте, в нейтральной плоскости но ободу, выполнены лункн, в которые утонлены онорные нифнкн, размещенные в гиездах промежуточного кольца, укрепленного в корпусе.