Датчик силы Советский патент 1976 года по МПК G01L1/22 

1

Изобретение относится к силоизмерительной технике н может быть иснользовано в весо- и силоизмерительных устройствах.

Известны тензорезисторные датчики силы с упругим элементом, вынолненным в виде рамки (1, 2).

Известен также датчик силы, содержащий упругий элемент с тензорезисторами, выполненный в виде рамки из трех параллельно расположенных в одной плоскости балок одинаковой толн,шны, причем в центре каждой балки расноложепы грузоприемные элементы, а концы балок соединены между собой жестким брусом.

Таким датчикам свойственны недостатки, об слог лениь е малой жесткостью из-за больших перемещений упругих балок, что снижает точность измерения неременных нагрузок, умеиьщает быстродействие и усложняет конструкцию датчика в отношении узлов герметнзации. Кроме того, эти датчики имеют невысокую точность из-за вл:ияния дополнительных деформаций, вызванных cMenieiiiieM жестких брусов действием дополнительного изгибающего момента.

Для увеличения точности в предложенном датчике на жестком брусе в продолжении зазоров между балками выполнены пазы и пересекающие их под прямым углом упругие шарниры, ось вращения которых лежит в нейтральной плоскости балок.

На фиг. 1 и 2 изображены конструктивные схемы описываемого датчика с различным выполненнем упругих шарниров; на фиг. 3 - вид сверху описываемого датчика.

Датчик содержит упругий элемент в виде рамки из трех параллельно расположенных в одной плоскости балок I, 2 одинаковой толщины. Крайние балки 1 имеют ширину, равную половине ширины средней балки 2. В центре каждой балки расположены грузоприемные элементы 3 и 4, а концы балок соединены между собой жесткими брусами 5. На одной или трех балок в местах наибольших деформаций расположены тензорезисторы 6. На фиг. 1 упругий шарнир образован смеп1енными канавками 7, 8 на верхней н нижней поверхности бруса, а на фиг. 2 упругий шарнир образован параллельными цилиндрическими поверхностями 9. Датчик крепится через грузоприемные элементы 3.

Под действием измеряемой силы на жесткий грузоприемный элемент 4 и реакций в местах крепления грузоприемных элементов 3 в балках 1 и 2 возникает деформация изгиба, которая воспринимается тензорезисторами 6. преобразующими ее в электрический сигнал, пропорциональный измеряемой силе.

Наличие пазов 10 и упругих шарниров 11 в жестком брусе 5 исключает действие донолнительного изгибающего момента, свойственного жесткой заделке концов балок, а также позво