LV11766B - Measuring force transducer - Google Patents
Measuring force transducer Download PDFInfo
- Publication number
- LV11766B LV11766B LV970017A LV970017A LV11766B LV 11766 B LV11766 B LV 11766B LV 970017 A LV970017 A LV 970017A LV 970017 A LV970017 A LV 970017A LV 11766 B LV11766 B LV 11766B
- Authority
- LV
- Latvia
- Prior art keywords
- bridges
- tenzoresistors
- load
- tensor
- voltage difference
- Prior art date
Links
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Description
DEVEJS SPEĶA MĒRĪŠANAIDOWER FOR MEASUREMENT OF LUBRICANTS
Izgudrojums attiecas uz mērīšanas tehniku, it īpaši - uz devējiem spēka mērī šanai, kuri mehānisko slodzi pārveido elektriskā signālā un kurus var izmantot elektronisko svaru izgatavošanā.The invention relates to a measuring technique, in particular to sensors for measuring force, which convert mechanical load into an electrical signal and which can be used in the manufacture of electronic scales.
Ir zināms devējs spēka mērīšanai, piemēram, pēc PSRS aut. apl.Nr. 1566235, SKI 5 G01L 1/22, 1990.g., kas satur elastīgu elementu, izveidotu konsolsijas veidā, uz kuras izvietoti tenzorezistori. Divi no tenzorezistoriem ir aktīvi, bet divi ir kompensācijas rezistori. Tenzorezistori pa pāriem ir ieslēgti tiltiņa shēmas blakus plecos, pie kam shēma papildus satur trīs diferenciālos pastiprinātājus. Mainoties slodzei, tenzorezistori deformējas, mainās to pretestība un līdz ar to mainās sprieguma kritums, ko izmēra ar kontrolierīces palīdzību. Zināmā pārveidotāja trūkums ir tāds, ka tenzorezistori ir piestiprināti pie ierīces ārējās virsmas un tie nav aizsargāti pret mehāniskiem bojājumiem. Šādam devējam piemīt arī liela mērīšanas kļūda.There is a known gauge for measuring force, for example, after the USSR aut. app no No. 1566235, SKI 5 G01L 1/22, 1990, containing a resilient member formed in the form of a console on which tensor resistors are located. Two of the tensor resistors are active, but two are compensation resistors. The tensor resistors in pairs are switched on the bridge circuit adjacent the shoulders, the circuit further comprising three differential amplifiers. As the load changes, the tensor resistors are deformed, their resistance changes and hence the voltage drop measured by the control device. The disadvantage of the known converter is that the tensor resistors are attached to the outer surface of the device and are not protected against mechanical damage. Such a sensor also has a large measurement error.
Ir zināms arī firmas CARDINAL ražotais devējs spēka mērīšanai (prototips), kas satur konsolsijas veida elastīgu elementu, kuru zonā, kas ir jūtīga pret griezes momentu, ir izveidots dobs caurums. Uz šī cauruma virsmas ir uzlīmēti tenzorezistori. Šo devēju trūkums ir tāds, ka sakarā ar nelielajām un vienpolārajām deformācijām to precizitāte nav pietiekoši augsta, jo elektriskais signāls mainās atkarībā no slodzes pielikšanas punkta.Also known is a force transducer (prototype) manufactured by CARDINAL, which contains a cantilever-type elastic member having a hollow hole in the torque sensitive area. Tensor resistors are glued to the surface of this hole. The disadvantage of these sensors is that due to their small and unipolar deformations, their accuracy is not high enough because the electrical signal varies with the point of application of the load.
Izgudrojuma mērķis ir devēja precizitātes palielināšana, nodrošinot spēka mērīšanu neatkarīgi no tangažas momenta un novēršot slodzes pielikšanas vietas izvēles iespaidu.The object of the invention is to increase the accuracy of the transducer by providing a force measurement independently of the moment of tangling and eliminating the impression of the application of the load.
Izgudrojuma mērķis tiek sasniegts tādējādi, ka devējam spēka mērīšanai, kas satur elastīgu elementu ar dobu garenvirzienā izveidotu izgriezumu, uz kura virsmas ir uzlīmēti tenzorezistori, kas ieslēgti tiltiņa shēmas blakus plecos, un divus stiprinātājmezglus elastīgā elementa centrētai nostiprināšanai starp divām pamatnēm, saskaņā ar izgudrojumu tenzorezistoru pustiltiņi shēmā savienoti savā starpā ar pretējām polaritātēm. Lai novērstu griezes momenta iespaidu, izvietojot kravu platformas stūros maksimālā attālumā no devēja, uz elastīgā elementa pretējām virsmām iepretimThe object of the invention is achieved by providing to the transducer a force measuring device comprising a resilient member having a hollow longitudinal cutout on which the surface is bonded with tensor resistors engaged on a bridge circuit adjacent the shoulders and two fastening means for centrally securing half-circuits in the circuit are connected with opposite polarities. To prevent torque by placing the load in the corners of the platform at maximum distance from the transducer on opposite surfaces of the elastic member
-2tenzorezistoru izvietošanas zonām ir izpildīti segmentveida izgriezumi.-2-tensor resistor deployment areas have segmented cutouts.
Izgudrojuma būtība ir paskaidrota pievienotajos zīmējumos, kur:The essence of the invention is explained in the accompanying drawings, in which:
fig. 1 ir attēlots piedāvātais devējs, fig. 2 ir attēlota tenzorezistoru elektriskā savienojuma shēma, fig. 3 ir attēlots piedāvātais devējs ar segmentveida izgriezumu.FIG. 1 shows a proposed transducer, FIG. 2 is a schematic diagram of the electrical connection of tensor resistors, FIG. Figure 3 shows a proposed transducer with segmental cutout.
Devējs spēka mērīšanai satur elastīgu elementu viengabala sijas 1 veidā (fig.1) ar izciļņiem 2 abos tās galos un ar simetriski izvietotiem pret abām tās pusēm stiprināšanas caurumiem 3, kuros ir ievietoti stiprināšanas mezgli 4 un kuri savukārt ir paredzēti savienošanai ar augšējo un apakšējo pamatni 5. Sijas 1 centrālajā daļā garenvirzienā ir izveidots pusapa|š dobs izgriezums 6, uz kura augšējās un apakšējās virsmas pa pāriem griezumu A un B plaknēs ir izvietoti tenzorezistori 7, kuri atsevišķi ir apzīmēti ar R1, R2 un R3 , R4. Tenzorezistori R1, R2, R3, R4 ir saslēgti pēc elektriskā savienojuma tiltiņa shēmas, kura attēlota fig.2, pie kam tādā veidā, ka to pustiltiņi, t.i., griezuma A plaknē izvietoto tenzorezistoru R1 un R2 kreisais pustiltiņš un savukārt griezuma B plaknē izvietoto tenzorezistoru R3 un R4 labais pustiltiņš, ir savienoti savā starpā ar pretējām polaritātēm, lai nodrošinātu pustiltiņu signālu savstarpēju atņemšanu. Barošanas spriegums shēmā ir apzīmēts ar U, bet sprieguma starpība ar AU, pieliktais spēks ar P, attālumi līdz tenzorezistoriem - atbilstoši ar XA un X b .The force transducer comprises a resilient element in the form of a continuous beam 1 (fig. 1) with protrusions 2 at each end thereof and symmetrically disposed on both sides fastening holes 3 which are provided with fastening units 4 and which in turn are intended for connection to the upper and lower base. 5. In the central part of the beam 1, a semi-hollow recess 6 is formed in the longitudinal direction, on which upper and lower surfaces in pairs A and B are arranged in tension resistors 7, designated R1, R2 and R3, R4, respectively. The tensor resistors R1, R2, R3, R4 are connected in accordance with the circuit diagram of the electrical connection bridge shown in Fig. 2, in such a way that R3 and R4 right half-bridges are interconnected with opposite polarities to provide half-bracket signal subtraction. The supply voltage in the circuit is denoted by U and the voltage difference by AU, applied force by P, distances to tensor resistors by X A and X b respectively.
Devēja darbība spēka mērīšanas procesā notiek sekojošā veidā.The action of the transducer in the force measurement process is as follows.
Augšējā pamatne 5 tiek noslogota ar noteiktu slodzi. Mainoties slodzei, tenzorezistori R1,R2, R3 un R4 deformējas, mainās to pretestība un līdz ar to no mērīšanas diagonāles tiek noņemta tiltiņa sprieguma starpība AU, kura ir proporcionāla pieliktajai slodzei P un kuru izmēra ar attiecīgu kontrolierīci (nav attēlota). Par cik kreisais pustiltiņš ar tenzorezistoriem R1, R2 un labais pustiltiņš ar tenzorezistoriem R3, R4 ir savienoti savā starpā ar pretējām polaritātēm, tad spriegumu starpība AU tiltiņa izejā ir proporcionāla griezumu A un B plaknēm pielikto lieces momentu starpībai:The upper base 5 is loaded with a certain load. As the load changes, the tensor resistors R1, R2, R3 and R4 are deformed, their resistance changes, and thus the bridge voltage difference AU, which is proportional to the applied load P and measured with the corresponding control device, is removed from the measuring diagonal. Since the left half bridge with tensor resistors R1, R2 and the right half bridge with tensor resistors R3, R4 are connected with opposite polarities, the voltage difference at the output of AU bridge is proportional to the difference of bending moments applied to the planes A and B:
kur U ir barošanas spriegums,where U is the supply voltage,
-3S - tenzojutīguma koeficients,-3S - Tensile Sensitivity,
Sļ - materiālaSl - of material
- materiala deformācijā tenzorezistora R1 izvietošanas vieta, deformācijā tenzorezistora R2 izvietošanas vieta,- the location of the material in the deformation of the tensor resistor R1, the location of the deformation in the tensor resistor R2,
- materiala deformācijā tenzorezistora R3 izvietošanas vieta,- the location of the tensile resistor R3 in the deformation of the material,
- materiāla deformācija tenzorezistora R4 izvietošanas vietā,- deformation of the material at the location of the tensor resistor R4,
Ma - lieces moments attiecībā pret griezumu A plakni,M a - bending moment relative to plane A,
Me - lieces moments attiecībā pret griezuma B plakni,Me - bending moment relative to the plane B of the cut,
XA - attālums no spēka P pielikšanas punkta līdz tenzorezistoru izvietošanas viduspunktam griezuma A plaknē,X A is the distance from the point of application of force P to the midpoint of the location of the tensor resistors in the plane A,
Xe - attālums no spēka P pielikšanas punkta līdz tenzorezistoru izvietošanas viduspunktam griezuma B plaknē,Xe is the distance from the point of application of force P to the midpoint of the displacement of the tensor resistors in the plane B,
E - materiāla elastības modulis,E - modulus of elasticity of the material,
W - sijas griezuma plaknes pretestības moments, k= WE / US - tiltiņa pastāvīgais lielums, kas ir atkarīgs no sijas īpašībām un ko nosaka pie graduēšanas.W - moment of resistance of the beam plane, k = WE / US - constant value of the bridge, which depends on the properties of the beam and is determined during calibration.
Tādā veidā tiltiņa nelīdzsvarotības spriegums AU ir proporcionāls tikai slodzes P lielumam un nav atkarīgs no lieces momenta, t.i., faktiski - no tangažas momenta lieluma, par cik šo momentu rada starpība starp tīru lieces momentu un papildus griezes, spēka pielikšanas perpendikularitātes novirzes, pieskares u.c. momentiem. Tas jauj izgatavot platformu svarus, izmantojot tikai vienu devēju, kura izejas signāls proporcionāls slodzei neatkarīgi no kravas novietošanas vietas.In this way, the bridge unbalance voltage AU is proportional only to the load P and does not depend on the bending moment, i.e., in fact, the magnitude of the tanging torque caused by the difference between the pure bending moment and the perpendicularity, for moments. It is able to produce platform scales using only one sensor whose output signal is proportional to the load, regardless of the load location.
Lai novērstu vērpes momenta iespaidu, kas darbojas uz devēju, novietojot kravu platformas stūros, kas ir maksimālais attālums šai konstrukcijai, modificētā devēja konstrukcijas (fig.3) variantā uz sijas 1 virsmas pretējās pusēs griezumu A un B plakņu zonās iepretim tenzorezistoriem R1,R2unR3, R4 ir izveidoti riņķveida jeb segmentveida izgriezumi 8.In order to eliminate the torque effect acting on the transducer by positioning the load at the corners of the platform which is the maximum distance for this structure, the modified transducer design (Fig.3) on the beam 1 opposite sides of planes A and B R4 is a circular or segmental cut 8.
Piedāvātais risinājums var tikt realizēts arī cita veida spēka mērītāju konstrukcijās, piemēram, dinamometros (nav attēlots).The proposed solution can also be implemented in other types of force measuring devices, such as dynamometers (not shown).
Piedāvātais devējs spēka mērīšanai ir rūpnieciski izgatavojams un var tikt plaši izmantots elektroniskajos svaros ar slodzes lielumu līdz 600 kg, izvietojot vienu devēju platformas centrā.The proposed force measuring transducer is industrially manufactured and can be widely used in electronic weighing scales up to 600 kg with a single transducer in the center of the platform.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
LV970017A LV11766B (en) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | Measuring force transducer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
LV970017A LV11766B (en) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | Measuring force transducer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
LV11766A LV11766A (en) | 1997-04-20 |
LV11766B true LV11766B (en) | 1997-08-20 |
Family
ID=19736264
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
LV970017A LV11766B (en) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | Measuring force transducer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
LV (1) | LV11766B (en) |
-
1997
- 1997-02-05 LV LV970017A patent/LV11766B/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
LV11766A (en) | 1997-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4064744A (en) | Strain sensorextensiometer | |
US9032817B2 (en) | Low profile load transducer | |
US3938603A (en) | Constant moment weigh scale with floating flexure beam | |
US5220971A (en) | Shear beam, single-point load cell | |
US4454770A (en) | Torque-insensitive load cell | |
US3376537A (en) | Shear strain load cell | |
US20070095156A1 (en) | Flexure system for strain-based instruments | |
KR20220093402A (en) | Split bridge circuit force sensor | |
CA2898117C (en) | Improved load cell | |
KR20010086253A (en) | Tensile testing sensor for measuring mechanical jamming deformations on first installation and automatic calibrating based on said jamming | |
CN111060237A (en) | Bridge circuit of force cell | |
US5569866A (en) | Force measuring device | |
US6633008B2 (en) | Electronic force sensing shock resistant load cell | |
US5365059A (en) | Parallel beam force measurement apparatus having an optical light sensor means | |
JP2003515734A (en) | Load cell | |
LV11766B (en) | Measuring force transducer | |
JPS6216368B2 (en) | ||
SU1155875A1 (en) | Strain-gauge of longitudinal force | |
US9697866B2 (en) | Device and method for measuring pitch and roll torques | |
RU2819553C1 (en) | Strain gage force sensor | |
SU568854A1 (en) | Dynamometer | |
SU1649314A1 (en) | Tensoresistor force sensor | |
RU2060454C1 (en) | Converter of linear translations | |
SU1136010A1 (en) | Piezooptical deformation meter | |
SU640213A1 (en) | Acceleration sensor with frequency output |