Преобразователь силы Советский патент 1977 года по МПК G01L1/22 

Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для измерения веса, давления, силы. Известны тензорезисторные преобразователи силы со сдвиговыми упругими элементами, обладающие погрешностью преобразования изза действия поперечных усилий 1|. Наиболее близким по технической суп1ности к предлагаемому изобретению является преобразователь силы, содержащий упругий элемент в виде полого цилиндра, рабочая часть которого соединена с опорными частями равноотстоящими один от другого жесткими пере мычками, смещенными на одном конпе рабочей части относительно другого, и тензорезисторы, установленные под углом ±45° к продольной оси упругого элемента, соединенные по мостовой схеме z Недостатком известного изобретения является повышенная погрещность измерений изза действия поперечных усилий на тензорезисторы, размещенные в зонах максимальных иЗгибных напряжений возникающих под действием поперечного усилия. Жесткость участков тела цилиндра, находя щихся непосредственно под перемь1чками, и жесткость участков в листах наклейки тензорезисторов практически одинакова, что приводит к нарязитным деформациям сжатия и изгиба при действии касательных напряжений. 1|елью изобретения является повышение точности преобразования путем исилючения влияния поперечных .усилий. Достигается это тем, что на рабочей поверхности упругого элемента выполнены продольные пазы с тагом, равным тагу перемычек, а иа пойер.хности перемычек выполнены кольцевые проточки глубиной 0,2-I глубины пазов, причем поперечная ось каждой перемычки симметрична относительно продольных осей прилегающих к ней пазов, а тензорезисторы установлены на дне пазов. На чертеже изображен предлагаемый преоб разователь силы. Преобразователь силы содержит упругий элемент 1 в виде полого цнлиндра, торцы которого имеют жесткие силовоспринимающие опорные части 2, соединенные со средней рабочей частью упругого элемента с помощью жестких перемычек 3. На средней рабочей части упругого элемента выполт1ены равноотстоящие одни от другого продольные пазы 4, причем пазы 4 и жесткие перемычки 3 взаимно расположены таким образом, что поперечная ось каждой перемычки находится на одинаковом расстоянии

or продольных осей примыкающих к ней пазов, а Гиирииа равна расстояник) между пазами.

На дне пазов 4 установлены тензоре:ик-торы 5 под углом ±45 к продольной оси упругого элемента 1 и соединены по мостовой схеме. На наружной поверхности жестких перемычек 3 выполнены кольцевые проточки 6 глубиной 0,2 - 1 глубины пазов 4.

Преобразователь работаег следующим образом .

Мри действии измеряемой силы на торцы упругого элемента передается усилие через жесткие перемычки 3 на стенки, образуемые внутренней п верхностью цилиндра и дном пазов 4, при этом из-за относительного смещения верхних и нижних перемычек вдоль вертикальной оси возникает деформация сдвига, а тензорезисторы 5, расположенные на дне пазов 4 под углом ±:45 к оси цилиндра, воспринимают деформацию растяжения или сжатия в зависимости от эриентировки тензорезисторов 5. Последние соединяются в мостовую схему таким образом, что в соседних плечах ее включены резисторы, воспринимающие деформацию разных знаков, которая преобразовывается в пропорциональный измеряемой силе электрический сигнал. Кг)льцевые проточки 6 на на|)ужной поверхности жестких перемычек 3 фиксируют

усилие непосредственно на рабочем сечении упругого элемента и таким образом повышают точность преобразования.

Формула изобретения

Преобразователь силы, содержащий упругий элемент в виде полого i члиндра, рабочая часть которого соединена с опорными частями равноотстоящими один от другого жесткими перемычками, смещенными на одном конце рабочей части относительно другого, и тензорезисторы, установленные под углом ±45° к прод(хаьной оси упругого элемента, соединенные по мостовой схеме, отличаюи(ийся тем,что, с целью повышения точности преобразования, на рабочей поверхности упругого элемента выполнены продольные пазы с щагом, равным щагу перемычек, а на поверхности перемычек выполнены кольцевые проточки глубиной 0,2 - I глубины пазов, причем поперечная ось каждой перемычки симметрична относительно продольных осей прилегающих к ней пазов, а тензорезисторы установлены на дне пазов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США № 3696317 кл. 338-15, 1973.

2.Патент ФРГ № 1934680 кл. 42 К, 7/ОГ), 1972.

Z