Датчик для измерения сил Советский патент 1977 года по МПК G01L1/18 

1

Изобретение относится к измерительной технике и иредназначено для измерения сил внутри моделей или изделий из упруго-иластичных материалов.

Известный датчик для измерения сил, содержащий корпус, в котором расположен пьезоэлемент, не обеспечивает требуемой точности 1.

Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является датчик для измерения сил, содержащий две опорные илиты и расиоложенный между ними пьезоэлектрический преобразователь, состоящий из двух пьезопластип, помещенных в экранирующий кожух 2.

Однако известный датчик не обеспечивает достаточной точности измерения.

Для повыщения точности измерения сил в предлагаемый датчик введены две кольцевые ньезопластины, расположенные концентрично с пьезоэлектрическим преобразователем и прикрепленные наружными обкладками к опорным плитам, и генератор однополярны.х электрических импульсов, один выход которого соединен с внутренними обкладками кольцевых пьезопластин, а второй выход через экранирующий кожух соединен с наружными обкладками всех пьезопластин, закороченными на опорные плиты.

На чертеже представлен оппсываемый ма логабаритный датчик для измерения сил, состоящий из верхней 1 и нижней 2 опорны.у juiiiT, к которым одноименными нолосам приклеены твердеющпм клеем пьезопластины 3 и 4, образующие пьезообразователь. С внутренних обкладок этих ньезопластин, притертых друг к другу, при помощи экранированного кабеля 5, сиимаемый сигнал подается на

измерительный прибор (на чертеже не показан).

Наружные обкладки пьезонластин 3 и 4 электрически соединены с опорными плитами. Коицентричпо пьезопреобразователю в датчике расположены кольцевые пьезопластины 6 и 7, образующие устройство периодической разгрузки. Эти пластины также приклеены наружными обкладками твердеющим клеем к соответствующим опорным плитам и электрически с ними соединены.

Внутренние обкладки пьезопластин 6 и 7 электрически соединены мелчду собой и в процессе окончательной сборки датчика склеены вязким веществом 8. В нроцессе этого склеивания излишки вязкого вещества будут вытекать до тех пор, пока пьезопластины 3 и 4 не будут плотно прилегать друг к Другу.

К вглтреиним (чжладкам пьсаонластии 6 и 7 иодсоединен провод 9, идущий от генератоpa однополярных электрических импульсов. Второй провод от этого генератора, так же и как и экран кабеля 5, соедипен через экранирующий от наводок кожух 10 с наружными обкладками всех пьезопластин.

При воздействии на датчик силы Р она распределяется между пластинами пьезопреобразователя и устройства периодической разгрузки. Так как вещество 8 вязкое, то большая часть этой силы воспринимается пьезопреобразователем. Заряд, возникший на пластинах пьезопреобразователя от действия силы Р, быстро стекает, и указатель регистрирующего устройства стоит на пуле. При подаче на пластины 6, 7 разгрузочного устройства однополярных электрических импульсов они за счет обратного ньезоэффекта деформируются синхронно с этими импульсами. Следовательно, составляющая силы Р, воспринимаемая пьезопреобразователем, меняется по аналогииному закону. При увеличении амилитуды однополярных импульсов наступает момент, когда пьезопреобразователь полностью разгружается, а значит и сигнал, снимаемый с пьезопреобразователя, по мере увеличения амнлитуды однополярных импульсов растет до какого-то значения, определяемого действующей па него силой.

Измеряя этот сигнал при заведомо большом напряжении однонолярных импульсов или

амплитуду однополярных импульсов, при которой нерестает расти сигнал, снимаемый с пьезопреобразователя, можно однозначно судить о действующей на датчик силе.

Формула изобретения

Датчик для измерения сил, содерЛ:ащий две опорные плиты и расположенный между ними пьезоэлектрический иреобразователь, состоящий из двух пьезопластин, помещенных в экранирующий кожух, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения сил, в пего введены две кольцевые пьезопластины, расположенные коицентрнчио с иьезоэлектрическим нреобразователем и прикрепленные наружными обкладками к опорным плитам, и геиератор одпополярных электрических импульсов, один выход которого соедииен с внутренними обкладками кольцевых пьезопластин, а второй выход через экранирующий кожух соединеп с наружными обкладками всех пьезопластин, закороченными на опорные плиты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Д. И. Агейкин и др. Датчики контроля и регулирования, «Машиностроение, М., 1965, с. 215.

2.Авторское свидетельство СССР№ 143585, кл. G OIL 1/18, 19GO.

/о