Тензорезисторный датчик силы Советский патент 1976 года по МПК G01L1/22 

I

Изобретение относится к области прибо ростроения, а именно к cилoизJм epитeльнoй и весоизмерительной технике.:

Известны тензорезисторные датчики CH-J лы, содержащие упругий элемент в виде5

рамки с упругими балками, на которых po cjположены теНкЗорезисторы, и жесткими стержнями I.

Недостатком таких датчиков является большие вес и габариты и недостаточная их IQ точность измерения.

Известны также тензорезисторные датчик | 1силы, представляющие собой рамку из однозвфн ных балок постоянной толщины и клиновидной ширины, на поверхности которых установле4. |5 ны тензорезисторы. Балки соединеньг между :собой жес1кими короткими стержнями 2}.

Такой датчик неудобен тем, что в нем наблюдаются перемещения упругих балок nd ЛИНИИ действия силы, что снижает TOHHOCTIJ 20 измерения переменных нагрузок, уменьшает быстродействие и усложняет конструкцию датчика.

Для повышения точности и уменьшения 1габаритов предложено упругие балки связать 25

с жесткими стержнями посредством упру-. гих шарниров, оси которых расположить в .нейтральной плоскости упругих балок.

На чертеже представлена конструктивна ;схвма тензорезисторного датчика силы, у которого упругие Шарниры образованы, например, параллельными цилиндрическими по верхностями.

Тензорезисторный датчик силы содержи-й упругий элемент, представляющий собой вы+1полненную за одно целое рамку из двух па раллельно расположенных одна над другой балок 1 с жестким грузоприемным элеменiTOM 2 по середине. Концы балок соединеньв с жесткими стержнями 3 посредством упруК гих шарниров 4, оси которых расположены is нейтральной плоскости рабочих участков балок. На рабочих участках балок в зонах (максимальной деформации смонтированы теНзорезисторы 5, соединенные в одну или неюколько мостовых схем.

Под действием измеряемой СИЛЫ -через 1жесткий грузоприемныу1 элемент 2 в балках 1 возникает деформация изгиба, которая воспринимается тензорезисторами 5, преобразукидими ее в электрический сигнал ;Наличие упругих шарниров 4, соединяющих КОНЦЫ балок с жесткими стержнями 3, ис:ключает действие изгибающего момента, свойственного жесткой заделке концов балок, и позволяет рассматривать в качестве рквивалентной схемы конструкции рамки сх му, состоящую из четырех консолей с заделкой в жестком центре,. Эхо. позволяет:уменьшить габариты датчика и увеличить (его жесткость за счет уменьшения суммадJHorxj перемещения консолей от действия измеряемой силы. С увеличением жесткости увеличивается быстродействие датчика, а следовательно повышается точность при ис мерениях усили. Кроме того, увеличение жесткости облегчает подбор метрологических гермети|зирующих элементов, в частности мембра;лы, сильфонов и так далее, что, в свою ; очередь, способствует повышению точности .измерения. Расположение осей шарниров в нeйтpaлtf(Ной плоскости балок обеспечивает высокую линеаризацию характеристик преобразований 57 датчика и идентичность чувствительности при растяжении в сжатии Форму лака обретения Тенаореаисторный датчик силы, содержавший корпус, грузоприемный узел, связан:ный с упругим элементом, выполненным в. ,виде рамки с упругами балками, на которь|х расположены тензорезисторы, и жесткими стержнями, отличающийся тем1 что, с целью повышения точности и уменьп шения габаритов, 6 нем упругие балки свя ,заны с /жесткими стержнями посредством упругих шарниров, иси которых расположены в нейтральных плоскостях уп{)угих балок. Источники информации, пр инятые во вни{мание при экспертизе: 1.Патент США № 3433063, кл.. 1969 г. 2.Авторское свидетельство № 18918е|, ,кл, GO1 Ц 1/22, I960 г.