CS262176B1

CS262176B1 - Strain gauge strain gauge

Info

Publication number: CS262176B1
Application number: CS876457A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Doc Ing Csc Strakos; Jiri Ing Voskerusa; Josef Ing Sava
Original assignee: Strakos Ladislav; Jiri Ing Voskerusa; Josef Ing Sava
Priority date: 1987-09-07
Filing date: 1987-09-07
Publication date: 1989-03-14
Also published as: CS645787A1

Abstract

Řešení se týká deformačního členu tenzometrického snímače sil, vytvořeného ve tvaru plochého tělesa s rovnoběžnými rameny, oddělenými podélnými průstřihy, a majícího čtyři elastické klouby, vytvořené zeslabením ramen, přičemž na elastických kloubech jsou umístěny odporové tenzometry, deformační člen je opatřen závěsem pro zavádění měřené síly a závěsem pro uchycení na tělese snímače sil. Účelem je odstranění staticky neurčitého uchycení členu na tělese snímače sil, čehož se dosáhne tím, že dvě vnější ramena a vnitřní rameno jsou vytvořena dvěma podélnými průstřihy a příčným průstřihem, které společně vytvářejí obrazec tvaru písmene H, vnější ramena jsou celistvá a opatřená elastickými klouby, kdežto první část vnitřního ramene, přerušeného příčným průstřihem, je opatřena závěsem pro zavádění měřené síly a jeho druhá část je opatřena závěsem pro uchycení na tělese snímače sil.The solution relates to a strain gauge force sensor deformation member, formed in the form of a flat body with parallel arms separated by longitudinal slits, and having four elastic joints formed by weakening the arms, with resistance strain gauges placed on the elastic joints, the deformation member is provided with a hinge for introducing the measured force and a hinge for attachment to the force sensor body. The purpose is to eliminate the statically indeterminate attachment of the member to the force sensor body, which is achieved by the fact that the two outer arms and the inner arm are formed with two longitudinal slits and a transverse slit, which together form an H-shaped figure, the outer arms are integral and provided with elastic joints, while the first part of the inner arm, interrupted by a transverse slit, is provided with a hinge for introducing the measured force and its second part is provided with a hinge for attachment to the force sensor body.

Description

Vynález se týká deformačního členu tenzometrického snímače sil, vytvořeného ve tvaru plochého tělesa s rovnoběžnými rameny, Oddělenými podélnými průstřihy, a majícího čtyři elastické klouby, vytvořené zeslabením ramen, přičemž na elastických kloubech jsou umístěny odporové tenzometry a deformační člen je opatřen závěsem pro zavádění měřené síly a závěsem pro uchycení nia tělese snímače sil.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a strain gauge strain sensor formed in the form of a flat body with parallel legs separated by longitudinal cuts and having four elastic joints formed by weakening the legs, with resistive strain gauges disposed on the elastic joints. and a hinge for holding the nia body of the force sensor.

Je znám deformační člen tenzometrického snímače sil, jehož ploché těleso má tvar dvojitého rovinného hranatého písmene S, jehož oba konce jsou vetknuty do tělesa snímače sil, kdežto závěs pro zavádění měřené síly je ve středu tělesa.A strain-gauge force transducer is known whose flat body has the shape of a double planar square S, both ends of which are clamped into the force transducer body, while the hinge for introducing the measured force is in the center of the body.

Měřené zatížení, působící kolmo na rovinu plochého tělesa, vyvolává v místech zeslabení, vytvářejícího elastický kloub, zvýšená napětí a tím i deformace, které způsobují změny odporu odporových tenzometrů, nalepených v nejslabších místech elastických kloubů.The measured load acting perpendicular to the plane of the flat body causes increased stresses and thus deformations at the weakening points forming the elastic joint, which cause changes in the resistance of the strain gauges glued at the weakest points of the elastic joints.

Tím, že odporové tenzometry jsou nalepeny na nejslabších místech elastických kloubů a zapojeny do Wheatstonova mostu, se dosáhne toho, že výstupní signál mostu je závislý pouze na zatížení deformačního členu, které působí kolmo na rovinu plochého tělesa, a neregistruje zatížení, působící v jeho rovině. Deformační člen je tedy necitlivý na zatížení, působící v jiném směru, než pro které je určen.Because the resistance strain gauges are glued to the weakest points of the elastic joints and connected to the Wheatstone Bridge, the bridge's output signal is dependent only on the load of the deforming member acting perpendicular to the plane of the flat body and does not register the load acting in its plane. . The deforming member is therefore insensitive to loads acting in a direction other than that for which it is intended.

Nevýhodou tohoto deformačního členu však je, že jeho uchycení k tělesu snímače sil je staticky neurčité, neboť jeho oba konce jsou vetknuty, takže může dojít vlivem mikroposuvů v místech vetknutí po odlehčení k hysterézním jevům u měřeného signálu.The disadvantage of this deformation member is, however, that its attachment to the force sensor body is statically indeterminate, since its two ends are fixed, so that hysteresis phenomena of the measured signal can occur due to micro-shifts at the fixation points after unloading.

Výše uvedený nedostatek je odstraněn n deformačního členu tenzometrického snímače sil podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že dvě vnější ramena a vnitřní rameno jsou vytvořena dvěma podélnými průstřihy a příčným průstřihem, které společně vytvářejí obrazec tvaru písmene H, vnější ramena jsou celistvá a opatřená elastickými klouby, kdežto první část vnitřního ramene, přerušeného příčným průstřihem, je opatřena závěsem pro zavádění měřené síly a jeho druhá část je opatřena závěsem pro uchycení na tělese snímače sil.The above drawback is remedied by a strain gauge strain sensor according to the invention, characterized in that the two outer arms and the inner arm are formed by two longitudinal cuts and a transverse cut, which together form an H-shaped pattern, the outer arms being integral and provided elastic joints, while the first part of the inner arm interrupted by transverse shearing is provided with a hinge for introducing the measured force and its second part is provided with a hinge for gripping on the body of the force sensor.

U deformačního členu tenzometrického snímače sil podle vynálezu je odstraněno jedno vetknutí konce deformačního členu. Tento člen je proto k tělesu snímače sil uchycen staticky určitě, přičemž je u něho zachována necitlivost vůči zatížením, působícím v rovině plochého tělesa. Tím je odstraněna možnost hysterézních jevů u snímaného signálu z odporových tenzometrů.In the deformation member of the strain gauge force sensor according to the invention, one end of the deformation member is removed. This member is therefore fixed statically to the force transducer body while maintaining insensitivity to loads acting in the plane of the flat body. This eliminates the possibility of hysteresis of the sensed signal from resistance strain gauges.

Příklady provedení deformačního členu tenzometrického snímače sil podle vynálezu jsou znázorněny na připojených výkresech, na nichž zobrazuje obr. 1 deformační člen v půdoryse, obr. 2 deformační člen s válcovitými vybráními na obou stranách v bokoryse, obr. 3 deformační člen s válcovitými vybráními na jedné straně plochého tělesa v částečném řezu v rovině vnějšího ramene a obr. 4 deformační člen s odlišujícími se délkami první a druhé části vnitřního ramene v půdoryse.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT OF THE PREFERRED EMBODIMENT OF THE TENSometric Force Sensor of the Invention, FIG. 1 shows a deformation member in plan view, FIG. 2 a deformation member with cylindrical recesses on both sides in a side view, FIG. 4 shows a deformation member with differing lengths of the first and second portions of the inner arm in plan view.

Jak je patrno z obr. 1, je deformační člen podle vynálezu tvořen podlouhlým plochým tělesem 1, v němž jsou dvěma podélnými průstřihy 4 vytvořena rovnoběžná ramena, a to dvě vnější ramena 2 a jedno vnitřní rameno 3, které je příčným průstřihem 7 rozděleno na první část 8 a druhou část 10. Podélné průstřihy 4 a příčný průstřih 7 vytvářejí společně obrazec tvaru písmene H. Na první části 8 vnitřního ramene 3 je vytvořen závěs 11 pro zavádění měřené síly a na druhé části 10 vnitřního ramene 3 je vytvořen závěs 12 pro uchycení na tělese snímače sil, který není na obr. 1 vyznačen.As can be seen from FIG. 1, the deformation member according to the invention is formed by an elongated flat body 1 in which two longitudinal slits 4 are formed parallel arms, two outer arms 2 and one inner arm 3, which is divided into a first shoulder 7 The longitudinal cuts 4 and the transverse cut 7 together form an H-shaped pattern. On the first part 8 of the inner arm 3 a hinge 11 is provided for introducing the measured force, and on the second part 10 of the inner arm 3 a hinge 12 is provided. on a force sensor body not shown in FIG.

Vnější ramena 2 jsou zeslabena válcovitými vybráními 6 a tím jsou v plochém tělese 1 vytvořeny elastické klouby 5, a to souměrně k ose souměrnosti plochého tělesaThe outer arms 2 are weakened by the cylindrical recesses 6 and thus elastic joints 5 are formed in the flat body 1, symmetrically to the axis of symmetry of the flat body.

1.1.

Tato válcovitá vybrání 6 mohou být vždy dvě proti sobě, přičemž jsou vzájemně zrcadlově obrácena, jak je patrno podle obr. 2, nebo mohou být uspořádána jen na jedné straně plochého tělesa 1, zatímco na jeho druhé straně zůstává rovina, jak je patrno z obr. 3, čímž se dosahuje větší deformace deformačního členu, která je někdy požadována pro snazší nastavení omezujících dorazů proti přetížení deformačního členu. Ve válcovitých vybráních 6 jsou pak nalepeny odporové tenzometry 9.These cylindrical recesses 6 may each be opposed to each other, mirror-inverted relative to each other, as shown in FIG. 2, or they may be arranged only on one side of the flat body 1, while on the other side a plane remains as shown in FIG. 3, thereby achieving greater deformation of the deformation member, which is sometimes required to facilitate adjustment of the limiting stops against overloading of the deformation member. Resistance strain gauges 9 are then glued in the cylindrical recesses 6.

První část 8 vnitřního ramene 3 může mít délku odchylnou od délky druhé části 10 vnitřního ramene 3, jak je patrno podle obr. 4, na kterém je dále druhá část 10 vnitřního ramene 3 opatřena dvěma závěsy 12 pro uchycení na tělese snímače sil.The first portion 8 of the inner arm 3 may have a length different from the length of the second portion 10 of the inner arm 3, as shown in Fig. 4, in which the second portion 10 of the inner arm 3 is further provided with two hinges 12 for mounting on the force sensor body.

Claims

A strain-gauge force sensor deformation member formed in the form of a flat body with parallel arms separated by longitudinal slits and having four elastic joints formed by weakening the arms, resistive strain gauges being placed on the elastic joints and the deformation member provided with a hinge for introducing the measured force; a hinge for attaching to a force sensor body, characterized in that the two outer arms (2) and the inner arm (3) are formed by two longitudinal cuts (4) and a transverse cut (7) which together form an H-shaped outer arm (2) are integral and provided with elastic joints (5), while the first part (8j of the inner arm (3) interrupted by the transverse cut (7) is provided with a hinge (11i for introducing the measured force) and its second part (10J is provided with at least one a hinge (12) for attachment to the force sensor body.

VYNALEZU

The deformation member according to claim 1, characterized in that the elastic joints (5j) are formed by weakening the outer legs (2) by cylindrical recesses (6) arranged symmetrically to the axis of symmetry of the flat body (1).

The deformation member according to claim 2, characterized in that the cylindrical recesses (6) are arranged on both sides of the flat body (1j), the cylindrical recesses (6j of the individual pairs being opposed and mirror-inverted with respect to each other).

The deformation member according to claim 2, characterized in that the cylindrical recesses (6) are arranged on only one side of the flat body (1). .

5. The deformation member according to claims 1 to 4, characterized in that the first part (8J) of the inner arm (3j) has a length different from the length of the second part (10) of the inner arm (3).