CZ15791U1 - Těleso silového snímače - Google Patents

Description

(54) Název užitného vzoru:

Těleso silového snímače

CZ 15791 Ul

Těleso silového snímače

Oblast techniky

Technické řešení se týká koncepce a tvaru měřicího tělesa silového snímače. Těleso snímače je na obou koncích opatřeno úchytnými částmi. Mezi úchytnými částmi je vytvořena měřicí oblast vhodná pro instalaci tenzometrických snímačů. Tato měřicí oblast musí být do značné míry chráněna proti nežádoucím vlivům imperfekcí, respektive výrobních nepřesností nebo montážních předpětí a nepřesností, vznikajících v úchytných částech tělesa snímače. Tyto imperfekce se s časem navíc mohou měnit - například změnou poměrů v úchytných částech snímače a kdyby nebyl jejich vliv eliminován konstrukcí snímače, mohly by tyto imperfekce měnit významně a nepředvídatelně cejchování snímače, cožje nežádoucí, protože silový snímač tím ztrácí schopnost přesně identifikovat silové zatížení.

Dosavadní stav techniky

Silové snímače, osazené tenzometry využívají pro převod mechanických sil na úměrný elektrický výstupní signál změny ohmického odporu tenzometrů odvozené od změn tvaru měřicího tělesa snímače. Měrný člen silového snímače bývá nejčastěji vyroben z legované oceli splňující Hookeův zákon a tenzometry v měřicí zóně snímače jsou přitmeleny. Elektrické tenzometrické obvody jsou vyhodnocovány měřicím zesilovačem, například tenzometrickou úsfednou a signály z nich zpracovávány a převáděny do uživatelských jednotek. Před vlivem imperfekcí, které mohou vznikat v úchytných částech silových snímačů bývají snímače jištěny jednak přísnými před20 pisy jejich montáže, dále nezbytným využitím speciálních úchytných členů, například kloubových závěsů, a také i větší konstrukční délkou, aby měřicí oblast byla dále od úchytu a nežádoucí účinky uložení by pak při podstatně větší celkové délce snímače mohly doznít před měřicí zónou osazenou tenzometry.

Silové snímače se obvykle prodávají pro jednoosé zatížení tahem nebo tlakem - eventuálně kru25 tem. Pro multiaxiální zatížení se běžně silové snímače neprodávají, viz například katalogy renomovaných firem - například HBM, Vishay. Víceosé silové snímače, které identifikují například několika složkový, eventuálně úplný šesti složkový silový vektor v katalozích firem, které nabízejí silové snímače, nejsou uváděny.

Podstata technického řešení

Eliminovat v měřicí oblasti snímače vliv náhodných imperfekcí z úchytných částí silového snímače je možno vhodným tvarem měřicího tělesa silového snímače opatřeného tlumiči těchto imperfekcí podle tohoto technického řešení. Princip utlumení vlivu imperfekcí vznikajících v uložení úchytných částí je založen na střídavém řazení oblastí nízké a vysoké tuhosti v konstrukci tělesa snímače. Za každým z krajních úchytů snímače následuje nejprve oblast přechodová o nízké tuhosti, dále oblast tlumiče vysoké tuhosti, přičemž tato kombinace rozdílných tuhostí částí měřicího tělesa se může dále opakovat. Za těmito částmi tělesa silového snímače - uprostřed - se nalézá měřicí oblast nižší tuhosti, která je proti vlivu imperfekcí z úchytných částí snímače technickým řešením aktivně chráněna. Vliv imperfekcí v uložení snímače se zejména za každou tužší oblastí tlumiče významně utlumuje v relativně krátkém úseku, proto i celková délka tělesa sní40 mače může být poměrně krátká.

Chování variant tvarů těles snímačů zatížených imperfekcemi bylo analyzováno principy numerické simulace - metodou konečných prvků, a proto jsou také závěry vyjadřující toto technické řešení měřicího tělesa podloženy. Vzájemné relace rozměrů jednotlivých částí těla snímače je možno podle uvedeného principu kombinace tuhostí jednotlivých částí snímače stanovit kon45 krétněji na základě dalších například pevnostních kritérií.

-1 CZ 15791 Ul

Přehled obrázků výkrese

Technické řešení je v principu formulováno podle schéma na obr. 1, kde je znázorněn způsob řazení tuhostí konstrukce silového snímače.

V prostorovém zobrazení je na výkrese v obr. 2 znázorněna příkladná konkrétní konstrukce tech5 nického řešení silového snímače.

Příklad provedení technického řešení

Příkladná konstrukce technického řešení tělesa silového snímače se skládá ze souosých válcovitých tvarů jednotlivých oblastí snímače. Těleso snímače podle obrázků 2, 3 začíná úchytnou částí i, následuje přechodová oblast 2 o nižší tuhosti a menším vnějším průměru, dále oblast tlumiče 3 ío o vyšší tuhosti a větším vnějším průměru a pak měřicí oblast 4 nižší tuhosti a menším vnějším průměru - přibližně o průměru osazení za úchytnými přírubami. Za měřicí oblastí následuje opět oblast tlumiče 3, dále přechodová oblast 2 a nakonec druhá úchytná část L Měřicí oblast je vhodná pro instalaci tenzometrických snímačů a je dlouhá tak, aby na ní bylo možno potřebné snímače prostorově umístit. Ostatní oblasti snímače mají šířky ve směru osy snímače srovnatelné se šířkami úchytných přírub.

Materiál tělesa silového snímače musí vyhovovat Hookeovu zákonu, aby bylo možno využít při multiaxiální silové identifikaci superpozice.

Po osazení měřicího tělesa tenzometrickými snímači a ocejchování je snímač schopen podle způsobu tenzometrického osazení snímače měřit jednu, nebo více silových složek, kterými je namá20 hán.

Průmyslová využitelnost

Těleso silového snímače podle technického řešení je schopno po instalaci tenzometrických obvodů a ocejchování sloužit jako silový snímač se širokým použitím, který je svou konstrukcí podle technického řešení aktivně chráněný proti vlivu imperfekcí vznikajících v uložení úchyt25 ných částí.

Claims (2)

NÁROKY NA OCHRANU

1. Těleso silového snímače, vyznačující se tím, že za jeho krajními úchytnými částmi (1) následují střídavě oblasti (2) přechodové o nižší tuhosti a oblasti (3) tlumicí o vyšší tuhosti až k vnitřní oblasti (4) měřicí o nižší tuhosti, na které jsou umístěny tenzometrické sní30 mače.

2. Těleso silového snímače podle nároku 1, vyznačující se tím, že má za každou krajní úchytnou částí (1) válcovitý tvar přechodové oblasti (2) menších vnějších průměrů a dále navazující válcovitý tvar tlumicí oblasti (3) větších vnějších průměrů a nakonec střední vnitřní oblast měřicí (4) s menšími vnějšími průměry - na té jsou instalovány měřicí tenzometry.