Упругий чувствительный элемент Советский патент 1976 года по МПК G01L1/22 

(54) УПРУГИЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение от осится к измеритель-, ной технике и может быть использованопр конструировании силоизмерительных датчи-ч

КОВ;

Известный силоизмерительный датчик., содержащий упругий элементе выполненныйj в виде кольцевых тел с навитыми ка их боковые поверхности текзор.езисторами, не .обеспечивает требуемой точности. Кроме того, осадка упругого чувствительного эпег :fvieHTas нспытывающего осесимметричный иЭ Гиб, примерно в 10 раз бол&ше осадтси сжЩ маемого цилиндра, ч го вызывает значителБ ные технологические трудности при изго1х « пении дат-чнков для гфедельных наг рузок свыше 10О тони. 1,

Наиболее 6aH3Kinvr. к изобретению пс че, HiTiecKoii сущности .нр-ляется датчик с ynpyf ГШД чувствитель. з.пемептом в виде линдра, испытываюпшго продоль - э сжатие с попере шым уширеиио;,( п круг юнавиты. .ми на eio боковой Kiroepxvicx-rrti тензорезиа-Ь : торами 12},

Датч;ик прост по .кс.иту укги1И и имеет незначительную a-jeiiv.v иол п/ггрузкой, однй

jKo тш.же не обеспечивает требуемой точ- {ности измерений из-за связи про дольных деформаций с ноперечлы.ми через коэ4 фициент -Пуассона,

Цепью изобретения являетчзя новьтюние ,точности и чувств1п;елы1остн силоизмери- ; тельных датчик ,

I Это дост51гается за счет выполнения jynpyroro ч тзствитепьного элемента в виде 1составляющих одно целое соосно и последе ;Вательн-с расположенных трех цилиндров раЬjHoro дламетра «- снлоприемного, преобраао) ва ельного и опорного, сопряженными. |осно- 1ваниамй так, что внутр-этшя образующая преобразовательного цилиндра служит продолжением наружной образующей cилoпpиe U

|ного цилшщра, а | нарулшая. - продолжением . iBiiyTpeHHeft образуюпюй опорного цилиндра, I На. чертел-се показан предлагаемый чуБс1 ;вителы5ый элемент, выполненный в виде |СС СтаБл.шощЕХ одно пелое трех полых цнлиг д ;ров 1,2 и 3, Крайние ш-шиндры 1 и 3, яв-. ляясь опорами .элемента, выпо.пля.ют одно|врбмезшо функцию силовоспркиимаюшето эл| :Мента, а заключенный межзд ними цилиндр 2, с liaBHTbiMH на его боковой поверхнос-та тензорезисторами f 4, является преобр)а .зователем. Работает элемент Следующим образом. Осевое усилие Р , равнораспределенние по площади поперечного сечения стенок элемента, в сечениях сопряжения с преобраз вательным цилиндром 2 концентрируется у одного из его оснований по контуру наружного диаметра, а у другого по контуру внутреннего диаметра, В образованной схв ме приложения сил к цилиндру 2 силы . тия преобразуются в Эйлеровы силы, воз-, действующие на стенку цилиндра.в радиал ны}с направлениях с разными знаками по высоте. Соответственно, в результате -образного концентрического изгиба стенки преобразовательного цилиндра 2, верхняя его часть увелнчиваетсйв диаметре, а HtDKняя - уменьшается. Повторная деформация цилиндра, навитые на нем тензорезисторы изменяют начальные сопротивления с соответствующим деформации знаком: (R иН - растягиваются, аЯ и Б -cжимaютcя ;, Соединенные между собой в мостовую схему, тензореЭисторыпреобразую|;деформа-. цию стенки цилиндра в электрический сигнал, пропорциональньгй нагрузке, приложен-i ной к датчику. Соответствие по величине тангенциальных напряжений от Эйлеровой силы напряжениям сжатия определяется от4ношением высоты стенки цилиндра к ее толщине. Такое выполнение упругого чyвcтвитeльfрного элемента позволяет наряду с техноло4 гической простотой повысить чувствитель«ость и точность измерений и за счет того/ -что все плечи расположенного на нем .тензометрического моста активны. Кроме hroro, отсутствует дрейф показаний, поскол)ку использованы тензорезисторы круглона витого типа, исключена температурная пег.решность первого рода, так как все плечи моста расположены на одном теле и тем самым взаимно скомпенсированы по темпер атуре. Предлагаемый упругий элемент своЬбоден от погрешностей накладываемых BHe|ii рими опорами и условиями5 поскольку прербраабвагельный участок элемента заключе jviem iy упругими шарнирамИс о р м у л а и 3 о б р е т -е н и я Упругий чувсгвительньгй элемент содер- 4 Ьшщий нагружаемый вдоль оси полый ци |1индр с расгтоложенными на его боковой nofверхности TeHSopesHCTOpaNOi, отличаю-1ц и и с я тем,) что, с целью повышений «очностй и чувствительн.ости он выполнен в виде составляющих одно целое соосно, и Ооследоватблько расположенных трех цилин4JDOB разного диаметра силоприемного, пре Образовательного и опорного, сопряженным Ьснованиями так, что внутренняя образующая преобразовательного цилиндра служит продолжением нару:жкой образующей силоприемного дигшндра; а наружная продолжё кием внутренней образ тюшей опорного ци-. линдра,.. Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе; 1. Авт, ев. Hi 412500 Q01 Ы/22 за 1971 г; 25Tr-Gn&actLofi of the SocLetvof Itnstnume.nt . r&ehnogQgY/1957 rl; 9, № 14 p 112-123.

:i;S$5 ; S§:S

л,