Устройство для измерения изгибающегоМОМЕНТА Советский патент 1981 года по МПК G01L3/10 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к измерению изгибающих молюнтов, воЗ никающих в консольно закрепленных строительных конструкциях, деталях машин и может быть использовано в процессе испытаний строительных конструкций, а также механических соединительных муфт. Известно устройство, содержащее две пары проволочных тензорезисторов, расположенных в разных сечениях 11. Однако это устройство обладает невысокой точностью, так как требует дополнительной математической обработки полученной информации. Известно устройство,, в котором компенсационный тензорезистор заменен рабочим и расположен в диаметрально-противоположно оставшему ся в плече полумоста рабочему тензорезистору L23. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения изгибающе го момента, содержащее консольный упругий элемент с переменными сечениями, в каждом из которых уста-новлена пара тензореэисторов, кото рые между собой размещены диаметрально-противоположно в поперечном сечении, причем каждый из тензорезисторов одной из пар с противоположным тензорезистором другой пары включены в соответствующие плечи измерительного полумоста 13. Недостатками известных, устройств является невысокая производительность из-за наличия погрешности на результат измерения изгибающего момента от действия поперечных и осевых сил. Цель изобретения - повышение производительности изладрений лутем автоматического исключения погрешностей от действия радиальных и осевых сил. Поставленная цель достигается за счет того, что пары тензорезистоисходя из соотноров установлены, шения: -f-id -t где t - расстояния от приложения силы до сечений установки пар тензорезисторов соответственно;d и D - диаметры упругого эле-, мента в этих сечениях. На фиг.1 дана схема расположения тензок эисторой на детали; на фиг.2 - электрическая схема. Данное устройство содержит консольный упругий элемент переменного сечения, например, 1 и 2, в каждом из которых установлена пара тензоре знсторов 3,4 и 5,6, которые между собой размещены на упругом элемен те диаметрально-противоположно в по перечном сечении. Тенэорезисторы 3 и б последовательно соединены и образуют одно из плеч полумоста, другое плечо полумоста образуют последовательно вклкгченные тензореэисторы 5 и 4.Полумост подключают ко вторич .ной аппаратуре (не показана) . Устройство работает следующим об разом. При одновре1« нном возникновении поперечной силы Р, продольной Q и изгибакнцего момента Мцзг деформаци наружных волокон материала детали в зоне размещения тензорезисторов 3,4 5 и б с учетом включения в полумост где знаками (+) и (-) условно отме чены полярности напряжения плеч относительнс средней точки полумоста, выразится MVU j Мн5 Рзе ® EWi Е W EWH EWj «2 Е W .Pvea Pstj Q . Qa Ол Q s Tw; тщ +ЁГг eFT-w;- г где Ё - модуль упругости материала детали; М„ чл изгибающие моменты от М„зг деформирующие наружные волокна детали в зоне расположения тензорезисторов 3,4,5 и б соответственно; - усилия растяжения (сжати Р - Р э л от силы Р,деиствунадие в зоне расположения тензорезисторов.3,4,5 и б соответственно;|, и - расстояния от места при ложения силы Р до сечений 1 и 2 в зоне расположения тензорезисторов 3,4,5 и 6; Q - Q л усилия растяжения (сжатия) от силы Q, деформируняцие наружные волокна детали в зоне расположения тензорезисторов 3,4 5 и 6 соответственно; Wj и W, - моменты сопротивления относительно оси располо жения тензорезисторов .3,4, 5 и 6 в сечениях 1 и 2 соответственно. F и FT. площадь поперечного се чения детали в сечениях 1 и 2 соответственно. Так как для любых лхеталей , симметричных относительно оси расположения тензорезисторов 3,4,5 и б осевые моменты сопротивления в диаметральнопротивоположных точках равны, то: Hj И4 С Рдб EMCa EWi , EW-i EW,i -4. деформация же детали от продольных сил обратно-пропорциональна площади поперечного сечения детеши, поэтому:г Q5 . Я5 ЕРг ЕРг eFi ЕГ Тогда выражение (1) будет Иг Е vx/i w Wi Примем: Рз при условии t,d тогда выражение (1) примет вид: (±1иг ilsuLV Е V V(/i W 1 Поскольку Е для детали из одного материала величина постоянная, а величина изгибающего момента пропорциональна жесткости детали;тс можно записать: 2 (w-i-Wu) Е W Wj. Тогда 6 К В результате достигается автоматическая компенсация неизмеряемых ранее сил. Использование устройства при испытаниях строительных конструкций и механических муфт позволит ускорить проведение испытаний, поскольку возможно проводить визуальный контроль правильности процесса измерений без предварительной обработки получаемой информации. Формула изобретения Устройство для измерения иэгибагадего момента, содержащее консольный упругий элемент с переменными сечениями, в каждом из которых установлена .пара тензорезисторов, которые между.собой размещены диаметральнопротивоположно в поперечном сечении, причем каждый из тензорезисторов одной из пар с противоположным тензоре зистором другой пары включены в соответствующие плечи измерительного полумоста, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности измерений путем автоматического исключения погрешностей от действия рещиальных и осевых

СИЛ, пары тенэореэисторов установ;1ены/исходя из соотношения: tj,d , где 4 X расстояния от места

приложения до сечений установки пар тенэорезисторов соответственно;

d и О - диаметры упругого элемента в этих сечениях.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 94161, кл. Q 01 L 1/04, 1951.

2.Авторское свидетельство СССР № 334494, кл. 6 01 L 1/22, 1970.

3.Авторское свидетельство СССР № 567942, кл. 6 01 L 3/10, 1975 (прототип).

ffU3t.