Трехкомпонентные тензометрические весы Советский патент 1981 года по МПК G01G3/12 

Изобретение относится к области весоизмерительной техники, в частности к устройствам для измерения нагрузок при аэродинамических испытаниях. Известны аэродинамические .внутримодельные тензометрические весы, содержащие закрепленную на жесткой хвостовой державке упругую систему в виде балки на двух опорах с наклеенными на ней тензодатчиками, подключенными к мостовым измерительным схемам 1 Известное устройство не имеет необходимой чувствительности. Ближайшим по технической сущности являются трехкомпонентные тензометрические весы, содержащие упругий элемент в виде основания и платформы, соединенных между собой четырьмя равномерно расположенными по окружности прямоугольными стержнями, два из которых расположены в плоскости изгибающей нагрузки, и закрепленные на стержнях тензодатчики, подключенные к мостовьгм измерительным схемам 2. Измерительные мосты в этом устройстве реагируют на алгебраическую сумму деформаций от всех измеряемых компонентов. Так как размеры сечений упругих стержней определяют величины деформаций, то чувствительность тензовесов в сильной степени зависит от выбранного соотнощения этих размеров. Обычно стержни выполняют квадратного сечения или с больщим отношением высоты к толщине. При этом оказывается, что такая конструкция тензовесов не обладает максимальной чувствительностью для измерения трех компонентов нагрузки в случае трехкомпонентных весов и выбор этих размеров очень труден, если требуется, чтобы тензовесы были максимально чувствительны ко всем компонентам и обладали необходимой жесткостью. Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерения. Это достигается тем, что стеряши, расположенные в плоскости изгибающей нагрузки, выполнены с ишриной, равной половине ях высоты, а два других стержня - с шириной, 1«вной их высоты. Эти соотношения размеров установлены экС периментальным путем на основании выполненных исследований. На фиг. 1 показан обишй вид весов; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3, 4 и 5 - схемы соединения тензодатчиков. Трехкомпоиентные тензометрические весы состоят из прямоугольных стержней 1, являющихся звеньями упругого параллелограмма, платформы 2, к которой прилагаются нагрузки, и основания 3, которое закрепляется в корпусе модели (йа чертеже не показана). На стержнях 1 наклеены тензодатчики 4, 5, 6 и 7 для измерения силы N , тензодатчики 8, 9, 10 и И - для измерения момента сил М и тензодатчики 12, 13, 14 и 15 - для измерения момента сил MX , пощопЬченные соответственно к мостовым схемам 16, 17 и 18. На фиг. 2 высота стержней t, расположень1х в плоскости изгибающей нагрузки М « обозначена (51 , а их ширина -Ъ Высота двух других стержней 1 обозначена (fl , а ширина - t Максимальные величины действующих напря жений, а следовательно, и сигналов тензодатчи ков имеют место при следующих соотношениях размеров стер))сней 1: /Г 4. « - ч1 ЗЛГ Т- ba--d --V4. Весы работают следующим образом. При приложении силы N стержни получают 5 -образный прогиб. Деформация изгиба преобразуется тензодатчи ками 4, S, 6 и 7, включенными в мостовую схему 16, выходной электрический сигнал которой и служит мерой измерения силы. Под действием момента сил J сжимается (растягивается) верхшш стержень 1 и растягивается (сжимается) нижний 1 и их деформащ я измеряется с помощью тензодатЧиков 8, 9, 10 и 11, включенных в мостовую схему 17. При действии момента сил )( от $-о бразного изгиба работают тензодатчики, включенные в мостовую схему 18. При одновременном действии нагрузок наибольшая величина выходных сигналов мостовых схем 16, 17 и 18 получается при соотношении размеров стержней, указанных выше... Применение описанных тензоэесов позволит повысить точность измерения, поскольку они обладают большей чувствительностью по сравненшо с известными весами аналогичной конструкции. Формула изобретения Трехкш4понентные тензометрические весы, содержащие упругий элемент в виде основания и платформы, соеданенных между собой четырьмя равномерно расположенными по окружности прямоугольными стержнями, два из которых расположены в плоскости изгибающей нагрузки, и закрепленные на стержнях тензодатчики, подключенные к мостовым измерительным схемам, отличающиеся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения, стержни, расположенные в плоскости изгибающей нагрузки, выполнены с шириной, равной половине их высоты, а два других стержня - с щириной, равной их высоты.. . Источшоси информации принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 449252, G 01 G 3/12, 74. кл. 2.Горлин С. М. и др. Аэродинамические измерения. М., Наука, 1964, с. 494-499, рис. 6.76 (прототип).

f

fff.f

фуг. I

4