Тензорезисторный силоизмерительный датчик Советский патент 1977 года по МПК G01L1/04 

1

Изобретение относится к устройствам для измерения усилий с помощью упругих элементов.

Известны конструкции датчиков, содержащие сменные упругие элементы различной жесткости, каждый из которых рассчитан на определенный диапазон измеряемых усилий 1.

Основными недостатками этой конструкции являются нетехнологичность и дороговизна.

Наиболее близким из известных решений является силоизмерительный датчик, содержащий корпус, две консольпо закрепленные на корпусе упругие балочки с тензорезисторами и силопередающий элемент, жестко соединенный с концами балочек 2.

Целью изобретения является обеспечение заданных градуировочных характеристик датчика.

С этой целью датчик снабжен сменной вставкой, расположенной между балочками на участке их консольного закрепления, а силопередающий элемент выполнен в виде другой сменной вставки высотой, равной высоте первой вставки и подбираемой из у; словия обеспечения требуемой градуировочной характеристики.

На фиг. 1 и 2 изображен тензорезисторный силоизмерительный датчик; на фиг. 2 - датчик в разрезе.

Датчик состоит из корпуса 1, упругого элемента, состоящего из двух упругих балочек 2 и 3 с наклеенными на них тензорезисторами 4, крышки 5, упора 5 и мембраны 7.

Концы балочек 2 и 3 с помощью болтов соединены с вставками 8 и 9. Вставка 9 имеет располож енный внутри элемента выступ 10, воспринимающий из.меряемое усилие Р.

Датчик работает следующим образом.

Измеряемое усилие Р воспринимается упругим элементом, жесткость которого V зависит от расстояния между балочками 2 и 3, от высоты /г, вставок 8 н 9

15

b(lf-hl)

жlift

где Ws - момент сопротивления изгибу;

hi - высота вставок; а и b - параметры сечения балочек.

Учитывая, h hi-{-a, получаем из предыдущей формулы

а

аЬ А, -

О

W

2 (Л, 4-а)

При постоянных значениях а и Ь жесткость 30 Wx зависит от h.

Измеряемое усилие связано с жесткостью упругого элемента следующей зависимостью:

Г,.,

°макс

MX - момент, создаваемый измеряемым

усилием Р;

Омако - наибольшее расчетное напряжение растялсения (сжатия) пластин, принятое для данного материала. Возникающие при измерении Р продольные усилия равномерно сжимают и растягивают пластины 2 и 3 с наклеенными на них тензорезисторами 4.

Тензорезисторы включены в мост, разбаланс которого пропорционален деформации, а следовательно, усилию.

Величина измеряемого усилия фиксируется измерительным прибором.

Применение предложенного устройства позволяет малыми затратами получить технологическую конструкцию датчика с требуемой градуировочной характеристикой.

Формула изобретения

Тензорезисторный силоизмерительный датчик, содержащий корпус, две кодсольно закрепленные на корпусе упругие балочки с тензорезисторами и силопередающий элемент, жестко соединенный С концами балочек, отличающийся тем, что, с целью обеспечения заданных градуировочных характеристик датчика, он снабжен сменной вставкой, расположенной между балочками на участке их консольното закрепления, а силопередающий элемент выполнен в виде другой сменной вставки высотой, равной высоте первой вставки и подбираемой из условия обеспечения требуемой градуировочной характеристики.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ФРГ №. 1052708, кл. 42 к 7/05, 1961.

2.Патент Франции № 1532022, кл. G 01/, 1967.

L

/ /

SSSSSl-SSS I SSiS&JS

-,,- vS ; t .;...т--...ь.

JCT

:,b:.z:..,.,p

0

Фиг. 2