ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК СИЛ Советский патент 1973 года по МПК G01L1/22 

1

Изобретение относится к области силоизмерительной техники.

Известные датчики для осевых и тангенциальных сил, содержащие два упругих элемента, один из которых выполнен в виде полого цилиндра, а другой - в виде стержня со сферическим концом, размещенного внутри цилиндра, и оилоприемную головку, недостаточно точны из-за взаимного влияния составляющих усилий на деформацию упругих элементов.

Предлагаемый датчик отличается тем, что в нем силоприемная головка связана с цилиндром с помощью шариков и упругих перемычек, равномерно расположенных ,по окружности с центром по оси упругих элементов, а со стержнем - через его сферический конец.

Это позволяет повысить точность измерений.

На чертеже показан датчик сил.

Датчик состоит из -корпуса Ij упругого элемента 2, работающего на сжатие, упругого элемента 3 в виде стержня, работающего на изгиб, шайбы 4, шариков 5, равномерно расположенных ло окружности с центром, лежащим на оси датчика, и уплотнения 6 из натуральной пробки. Упругий элемент 2 представляет собой деталь, участок 7 которой имеет форму тонкостенной трубки, участок 8 - форму кольца, а участок 9 (силоприемная головка) выполнен в виде шайбы.

Силрлриемная голов-ка 9 соединена с участком 8 упругими леремычками 10, расположенными под углом 90° одна относительно другой и под углом 45° относительно шариков, соприкасающихся одновременно с обоими участками (вершины названных углов находятся на оси симметрии датчанка). В расточку

головки 9 входит без зазора сферический конец элемента 3.

На участке 7 упругого элемента 2 наклеен тензорезистор 11, длина которого равна лериметру трубки (тензорезистор с широким основанием), тензорезистор опоясывает упругий элемент.

Обычные прямоугольные тензорезисторы 12, 13, 14 и 15 наклеены на упругий элемент 3. Тензорезисторы 12 и 13 регистрируют изгиб

стержня в плоскости чертежа, а тензорезисторы 14 и 15 - в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа, и включены в разные ллечи измерительного моста.

Выводы от тензорезистора // укладывают

в две канавки 16, а от тензорез-исторов 12, 13, 14 н 15 - в отверстия 17. Шайба 4 закрывает отверстие в головке датчика, в которое входит нагружающее устройство при тарировании датчика.

Датчик работает следующим образом.

Сила, приложенная к головке 9 датчика вдоль его оси, через шарики 5, перемычки 10 и участок 8 передается на тонкостенную Tpy6iKy 7, вызывая ее сжатие. Величииа сопротивления тензорезйстора // пропорциональна величине осевой силы не зависимо от положения точки ее приложения к головке датчика, так изгибающий момент, который .возникает при внецентренном сжатии трубки, вызывает деформации, не изменяющие общего сопротивления тензорезйстора //. При этом упругий элемент 3 не деформируется. Силы, действующие по касательной к поверхности головки датчика, стремятся сдвинуть ее относительно трубки, однако препятствуют этому перемычки 10, упругий элемент 3 и уплотнение 6. Жесткость упругого элемента 3 выбирают значительно выше жесткости перемычек и уплотнения, поэтому практически полностью эти силы передаются элементу 5.

Изгиб другого элемента приводит к изменению сопротивлений тензорезисторов 12, 13 или 14, 15, что позволяет определить величины сил, касательны.ч к поверхности силоприемной головки.

Предмет изобретения

Тензометрический датчик сил, содержащий закрепленные в корпусе два упругих элемента, один из которых выполнен в виде полого цилиндра, а другой - в виде стержня со сферичеоким концом, размещенного внутри цилиндра, и силоприемную головку, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в нем силоприемная головка связана с цилиндром с помощью щариков и упрупих -перемычек, равномерно расположенных по окружиости с центром по оси упругих элементов, а со стержнем - через его сферический конец.

JL

5 It 9 5 /. / / X

16

/7

В ид A

5-6