Тензометрический датчик сил Советский патент 1980 года по МПК G01L5/22 G01L1/22 

(54) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК СИЛ

1. Изобретение относится к силойзмерительной технике.и может бьшь использовало для измерения эргономических показателей для всех машин, ийёюмих рычаги управления, Известен тензометрический датчик сиЯг содё1зз са йий корпус с жестко зак реп.леНныМи двумя упругими чувстбйтель ньзми элементами с Фейэорезясторами , один из которых выполнен в видепйяого цилиндра, а другой - в виде сФерЖ йя размещенного внутри цилиндра/ и силоприемную головку, которая свя зайас Цилиндром с помощью раёномерно расположенных по окружности йарйков и упругих перемычек 1. Однако этот датчик не обеспечивает требуемой точности измерения &ssli альных си. и неудобен при эргойОШ ческих исследованиях, - Наиболее близким по технХ ческой сущности к П1эедложенному являемся тензометрический датчик сил, сояержа-т щий корпус с жестко закрепленным упругим чувствительным элеме том с тензорезисторами на его наружной п6верхности и с отверстием для оси 21 Однако он также не обеспечива:ет сиебуемый точности измерения радиальный сил при эргономических исследованиях,- Цель изобретения - повышение точ-нестиизмерения радиальных сил при эргойО1у1иче;ских исследованиях.. -. Это достигается тем, что предложенный датчик снабжен компенсатором погрешности, размещенным в корпусе н выполненным в виде двух концентричко установленных втулок с фланцем на одном конце, между которыми расположены шарики, разделенные на два ряда жестко закрепленной в корпусе цилиндрической прокладкой и центри- , рованные со стороны внутренней втулки эластичной цилиндрической обоймой, а со стороны корпуса - двумя эластичными, кольцами, при этом упругий tiyвcтвитeльный элемент, .свободно установленный -во внутренней втулке и Шарнйрно связанный с ней силоприемной головкой, жестко закреплен нижней частью в корпусе с помощью винтов.- , На фиг, 1 изображен тензометрический датчик сил; на фиг. 2 - то же, сечение А-А на Фиг. 1; на фиг..З .электрическая схема соединения одной.

ары тенэорезисторов; на фиг, 4 , другой пары.

Датчик содержит упругий чувствиельный .элемент 1, выполненный в вие полого стержня с изменяющимся по го длине сечением, корпус 2, крон- тейн 3, проволочные прямоугольные тензореэисторы 4-7, наклеенные на наружной поверхности средней части пругого элемента 1, Электрическое соединение тензорёзисторов с измериельно-регистрирующей аппаратурой осуществляется шестипроводной линией 8, проходящей через центральное отверстие упругого элемента 1. Компенсатор погрешности измерения усилий состоит из внутренней 9 и наружной 10 втулок с фланцами на одном конце, установленных концентрично,Верхняя часть упругого чувствительного элемента 1 выполнена в виде сферической -силоприемной головки, помещенной в цилиндрическое отверстие внутренней втулки 9, Между фланцами втулок 9 и

10установлены два ряда шариков 11 и 12 с внутренней цилиндрической прокладкой 13, обеспечивающие перемещение втулок с минимальным трением,Прокладка 13 закреплена на корпусе 2 резьбовым соединением и стопорится кольцом 1.4. Центровка рядов шариков

11и 12 осуществляется эластичной цилиндрической обоймой 15 и со стороны корпуса - эластичными кольцами 16 и 47, Зазор между фланцем втулки 10 и корпусом 2 закрыт плоским резиновым эластичным кольцом 18 для герметизации. На втулку 10 одета шаровая эбонитовая рукоятка 19, закреплённая осью 20, проходящей через круглые отверстия в стенках втулки 10 и овальные отверстия в Ьтенках втулки 9 и через силоприемную головку упругого элемента 1, Втулки 9 и 10 сопряжены между собой посадкой сминимальным зазором, обеспечивающим их взаимное осевое переме1цение при регулировке винтом 21. Нижняя часть чувствительного элемента 1 жестко прикреплена к органу управления машиной кронштейном

3 с помощью гайки 22,

Тензометрический датчик сил работает следующим образом.

Сила, приложенная рукой машиниста к шаровой рукоятке 19, воспринимается сферической силоприемной головкой чувствительного элемента 1,вызывает прогиб этого элемента и деформацию тензорёзисторов 4-7,При этом втулки 9 и 10 с фланцами, благодаря двум рядам шариков 11 и 12, перемещаются параллельно дну корпуса 2, разгружая упругий чувствительный эл;емент 1 от дополнительных сил,связанных с положением руки машиниста н& рычаге управления, и тем самым повыдая точность измерения радиального усилия,

Тензометрический датчик сил позволяет оценить удобство управления новыми машинами и улучшить обслуживание рабочего места.

Формула изобретения

Тензометрический датчик сил, содержащий корпус с жестко закрепленным в нем упругим чувствительным элеентом с силоприемной rojioBKoift и тензорезисторами, отличающийся тем, что, с цельюповышения точности измерения радиальных сил при эргономических исследованиях.,

он снабжен компенсатором погрешности, размещенным в корпусе и выполненным в виде двух концентрично установленных втулок с фланцами на одном конце, между которыми расположёны шарики,

разделенным на два ряда жестко закрепленной в корпусе цилиндрической Прокладкой и центрирование со стороны внутренней втулки эластичной цилиндрической обоймой, а со стороны

корпуса - двумя эластичными кольцами,

при этом упругий чувствительный.элемент , установленный во внутренней втулке и шарнирно связанный с ней силоприемной головкой, жестко закреплен нижней частью в корпусе. 45 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР № 375500, кл. q 01 Ь 1/22, 1973.

2,Макаров Р,А. Тензометрия в маши50 построении. М., 1975, с. 138 (прототип) .

Ю

.5,6.7

А к

fut.i

vT.Z

.