Тензорезисторный датчик силы Советский патент 1979 года по МПК G01L1/22 

Изобретение относится к области силоизмерительной техники и может быть использовано во всех областях народного хозяйства для измерения с растяжения-сжатия, в частности при механических испытаниях. Известны тензорезисторные датчик сил, содержагяие корпус, на котором установлено жесткое опорное кольцо упругого чувствительного элемента в виде плоского кольцевого диска, снабженного двумя упругй1«1 кокусооб разн1лми шарнирами, на котором разлче щены стойки с бесклеевыми тензорезисторами, и гру&овоспринимающий вы ступ 1) . Такие датчики сил имеют большую нелинейность выходного сигнала в за висимости от приложенного усилия вследствие неодинакового растяжения каждого витка бесклеевых тензорезис торов, электрически соединенных в мост. Наиболее близким по технической сущности является тензорезисторный дaтчиk усилий, содержащий жесткую раму, упругий элемент в виде сдвоен ных П-образных упругих мультипликаторов, симметрично расположенных от носительно направления измеряемого усилия, жестко соединенянх с другим опорным выступом со сферической поверхностью, неподвижные концы мультипликаторов соединены с жесткой рамой, а на их свободных концах установлены консольные стойки с преобразователями 2 . Недостатком датчиков сил является низкая чувствительность, так как тензорезисторы могут быть включены только в одно или два плеча электрической мостовой cxeeias. Целью изобретения является повышение чувствительности. Указанная цель достигается тем, что упругие мультипликаторы выполнены в виде двук колец разного диаметра. расположенных концентрично оси сферической поверхности опорного выступа и сопряженных друг с другом жесткой рамой и опорным выступом сферической поверхности через конические тарельчатые пружины, выполненные за одно целое с кольцами, на которых размещены консольные стойки. На чертеже изображен предлагаемый тензорезисторный датчик си.пы,разрез. Датчик состоит из жесткой недеформируемой paNSJ 1, опорного выступа 2, сферической силоприемной поверхНОСТИ 3, упругих наружного и внутреннего мультипликаторов .4 и 5, консольных стоек 6, бесклеёвых тензорезисторов сжатия 7: и растяжения 8.

Датчик работает следующим образом.

При воздействии измеряемого усилия на опорный выступ со сферической поверхностью вершины разветвления муль типликаторов перемещаются в противоположные стороны, перпендикулярно к направлению действующего усилия. При этом вершины внутреннего мультипликатора перемещаются к центру, вызы.вая сжатие тензорезисторов 7, а наружного - от центра, вызывая растяжение тензорезисторов 8. Величина деформации, пропорциональная приложенной нагрузке, измеряется тензореэисторами, образующими тензометрический мост с четырьмя активными плечами.

Формула изобретения

Тензорезисторный датчик силы/ содержащий упругие мультипликаторы,

жесткую раму, консольные стойки с бесклеевыми тензорезисторными преобразователями и опорный выступ со сферической поверхностью, отличающийся тем, что, с целью понглшения чувствительности, упругие мультипликаторы выполнены в виде дву колец разного диаметра, расположенных концентрично оси сферической поверхности опорного выступа и сопряженных друг с другом жесткой рамой и опорным выступом сферической поверхности через конические тарельчатые пружины, выполненные за одно целое с кольцами,,на которых размещены консольные стойки.

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №482638, КЛ. G 01 L 1/22, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР №447587, кл. G 01 L 1/22, 1972 (прототип) .