Силоизмеритель Советский патент 1981 года по МПК G01L1/02 

1

Изобретение относится к испытательной технике, предназначенной для механических испытаний материалов.

Известно устройство для измерения усилий, содержащее корпус, тарировочную пружину, подвижной шток, индикатор, нажимной винт, стакан, конусную втулку, угловой двуплечий рычаг, электрический сигнальный прерыватель с подвизкным контактом, источник питания и электрическую лампочку. В этом устройстве в качестве упругого элемента используется тфированная пружина, деформация которой регистрируется черея подвижной шток и конусную втулку индикатором И

Устройство имеет пониженную чувст витальность.

Известно устройство - силоизмеритель, который состоит из корпуса с дросселем, соплом и пневмотрубкой, Мембраны упругого элемента с жесткким подпружиненным центром, соединенг ным с силовосприниманщим штоком, конической пружины и регулировочной втулки, перемечающейся концентрично с силовоспринимающим штоком t JОднако устройство имеет большую погрешность измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в силоизмерителе, содержащем корпус, упругий элемент в виде опертой по концам балки с преобразователем ее деформации в электрический сигнал, введены дополнительные опоры, которые выполнены в виде сердечников

0 электромагнитов и снабжены датчиками прогиба балки.

Каждая из опор упругого элемента смещена по вертикали относительно

5 внедней смежной пары вниз на величину, определяемую из выражения

-1

(1)

20

2Р - величина измеряемого усилия; а - расстояние от одной из крайних опор до точки приложения ближайшей к этой опоре

силы Р; - модуль упругости материала

упругого элемента; 3 - момент инерции поперечного сечения упругого элемента

Ь - расстояние между точками

приложения к упругому элементу (балочке) двух сил Р в соответствии со схемой 4-х точечного изгиба;

2 - расстояние ат любой крайней олоры до той промежуточной опоры, для которой определяется величина смещения Д . На фиг. 1 представлена конструктивная схема силойзмерителя; на фиг., Z - структурная схема силойзмерителя. Силойзмеритель состоит из Kojpnyca Ir упругого элемента 2 (балочки с датчиками 3 деформаций, изгибаемой по четырех точечной схеме иагружения) измерительного блока 4, силовоспринимающего штока 5, двух нижних опор 6, дополнительных промежуточных опор 7. Опоры укреплены на сердечниках электромагнитов 8 и, снабжены датчиками 9 перемещений, электрически связанными с электромагнитами 8 через блок 10 контроля и управления. Дополнительный выход 11 блока 10 контроля и управления соединен с управляющим входсяи измерительного блока 4. Блок 10 контроля и управления обеспечивает поочередное подключение каждой пары опор по заданной программе и при этом каждая из пар смещена по вертикали относительно внешней.Смежной пары вниз на величину л , а: также видает разрешение на работу измерительного блока 4.

Устройство работает следующим образом.Измеряемое усилие действует на силовоспринимающий шток 5 и передается последним на упругий элемент - балочку 2, которая работает по 4-х точечной схеме нагружения, при которой сверху на нее действуют две симметрич ные силы Р, а опирается она на две Нижние опоры 6, установленные на сердечниках электромагнитов 8. В процессе нагружения балочки 2 ее деформация (проагиб) увеличивается. Величина прогиба с помощью датчиков 9 перемещения преобразуется в электрический сигнал, который обрабатывается в блоке 10 контроля у управления. В момент времени , когда величина станет равной Д под ближайшей к нижней паре опор, блок 10 контроля и управления выдает сигнал, отключающий электромагниты нижних опор, а также выдает

кратковременный сигнал по дополнителному выходу 11 на запрет работы измерительного блока 4. При этом нижние опоры опусксцотся, а балочка плавно ложится на первую пару дополнительных промежуточных опор 7. При дальнейшем возрастании измеряемого усилия 2 Р прогиб балки в точках над следующей парой дополнительных промежуточных опор 7 также растет и при достижении им величины (.j блок контроля и управления выдает сигнал на отключение электромагнитов соответствующих промежуточных опор.

Вновь кратковременно запрещается работа измерительного блока и балочк 2 плавно опускается на вторую пару дополнительных промежуточных опор 7, которые и воспринимают нагрузку.Этот процесс циклически может повторяться столько раз, сколько имеется в устройстве пар дополнительных промежуточных опор.

Благодаря наличию в устройстве дополнительных промежуточных опор, установленных на электромагнитах датчиков перемещений, связанных с последними через блок управления, а также за счет смещения по вертикали дополнительных промежуточных опор, силойзмеритель обеспечивает измерение усилий с максимальной чувствительностью, постоянной во всем диапазоне измеряемого усилия, т.е. улучшает метрологические характеристики, прибора.

Формула изобретения

Силоизмеритель, содержащий корпус упругий элемент в виде опертой по концам балки с преобразователем ее деформации в электрический сигнал, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения в него введены расположенные между основными дополнительные опоры, которые выполнены в виде сердеч-ников электромагнитов и снабжены датчиками прогиба балки.

Источники информации, принятые во внимание при,экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №194372, кл. G 01 L 1/04, 30.03.76.

2.Авторское свидетельство СССР

290185, кл. G 01 L 1/02, 22.12.70.

Фиг. i

1i

Фиг. 2