Устройство для измерения усилий Советский патент 1979 года по МПК G01L1/22 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ

Изобретение схгносится к технической физике, а именно, к устройствам общего назначения для измерения сил с помощью резисторных тензометров линейного растяжения или сжатия. Известны силоизмерительные устройства, имеющие воспринимающие, измерительные и передаккцие элементы jl. К основным недостаткам этих устройст относится наличие дополнительных связей между воспринимающими и передающими элементами, минующих измеритель, непосредственное охлаждение измерительного элемента, при котором Устройства не могут обладать высокой чувствительностью и достаточной точностью. Наиболее близким по технической сущ ности к предложенному является устройство, содержащее силовоспринимающий элемент, выполненный в виде диафрагмы, передающий элемент в виде цилиндрической стойки и измерительный элемент, имеющий форму тонкостенного цилиндра, на котором укрм1лены тензодатчики, а также камеру, образованную измерителглплй ii передающим элементами, в которую поступает ох- лаждающая нщдкость. Жидкость подается через систему отверстий в корпусе и воздействует на измерительный элемент . Однако в цепи сил оизмерения возникают погрешности за счет сил трения в диафрагме и воздействия на диафрагму и переда- кхций элемент теплоносителя. Больщую погрешность также вносит изменение давления охлаждакицей О)еды, воздействующей на измерительный элемент. При измерения небольщих нагрузок настолько велико влияние указанных сил трения, что измеренные величины оказываются недостоверными. Дополнительную погрещность вносит дефс мация измерительного аилиндра, дакмцая значительную нелинейность выходного сягнала тензорезисторов, обуспсжленную так называемой бочкообразностью (от сжатия), или гиперболоидаости (от растяжения) при действии измеряемой вагрузки.

Цель изобретения - повышение точности изк1ерения малых усилий в средах с из- меняющимся температурным режимом.

Это достигается тем, что устройство для измерения усилий снабжено термоаапштным кожухом и скобой, укрепленными йа билопередающём элементе, который выполнен поль1м и содержит полость, расположенную параллельно упругому чувствительному элементу, причем шток силопередающего элемента выполнен в виде полого цилиндра с крестообразны) вкладышем, разделяющим полость, параллельную чувствительному элементу на две камеры, соединённые через образованные вкладышем полости штока с каналами подвода И отйода теплоносителя

На фиг. 1 изображено устройство для измерения усилий; на. фиг. 2 - вид А на фиг, 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. Ij на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1.

Устройство для измерения усилий имеет упругий чувствительный элемент 1, соединенный с помощью упруго-шарнирных опор с силовоспринимающим элементом 2 и передающим элементом 3, в котором выполнены соединяющиеся полости 4 и 5. В полость 5 и частично в полсрть 4 помещен вкладыш .6. На штоке силопередаюшего элемента со стороны нодвода теплоносителя установлена муфта, имеющая втулку 7 с уплотнениями 8 и с поджат ыми винтами {не показаны) шайбами 9. Чувствительный элемент 1 снабжен тенаррёзисторамр 10. На охлаждаемом (нагреваемом) салопередающем элементе 3 закреплены теплоотводящие (теплоподводящие) скоба 11 и кожух 12.

Устройство для измерения усилий работает следующим образом.

Измеряемое усилие от силовозбудителя (не показан) передается штоку снлопередакяцего элемента 3 и далее, посредством упруго-ццарнирных опор, на угфугий чувствича пьвый элемент 1 - динамометрическую фуконсольную балочку, работающую по (ме чистого изгиба и соедшенную с силовосяринимающим элементом 2 упругошеф аирйыми огорами. Наклеенные с двух с горон упругого элемента 1 тензорезисторы 10, вклк чен1асые в схему автоматической термокомпенсадии, выдают сигналы, топорциональные приложенной силе соотвртствующего направления. Озслаждение (яагрёв) измерительного устройства осуществляется теплоносителем,проходящим через соосные отверстия по втулке 7 (фиг; 4) и в штоке силонередающего эле. мента 3 в полость 5 и далее через каналы, образованные дысками вкладыша 6, в полость 4. Здесь потоки разветвляются .эффективно охпанздают (нагревают) силопередающий элемент 3 и через соответствующие каналы и отверстия возвращаются в магистраль. Охлаждение (нагрев) чувствительного элемента 1 осуществляется через упруго шарннрные опоры. От радиационного излучения силовоспринимающего элемента 2.и конвективного теплообмена с окрудсающей средой чувствительный элемент 1защшцен теплоотводящей (теплоподводящей) скобой 11, укрепленной на охлаждаемом передаюшем элементе 3. На этом же элементе укреплен также i т.еплоотводящий (теплоподвод5пций) кожух 12, защщцающий чувствительный и croio.воспртгамагощий элементы от нагрева, или обеспечивающий юс нагрев, в случае работы в области низких температур.

формула изобретения

Устройство для измерения усилий, содержащее силовоспринимающий элемент, упругий чувствительный элемент с тензорезисторами и охлаясдаемый силопередаю- щий элемент со штоком, отличающееся тем, что, с целью повыше шя T04iiocTH измерения малых усилий в федах с изменшоихимся температурным режимом, устройство снабжено термовшцитным кожухом и скобой, укрепленными на силопередающем элементе, который выполнен полым и содерйсит полость, расположенную параллельно .упругому чувствительному элементу, причем шток силопередающего элемента выполнен в виде полого цилиндра с крестообразйым вкладышем, разделяющим полость/параллельную чувствительжзму элемшту/на две камеры, соединенные через обраа жаннь1е вклад шюм полости штока с каналами подвода и отвода теплоносителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

А 409093, кл. G 01 L 1/22 . .

2.Патент Великобритании N«1371222, кл. G1 Ы , опублик, 1974.