Przedmiotem wynalazku jest miernik do pomiaru sily, w którym wielkosc mierzonej sily wyznacza sie przez pomiar cisnienia plynnego medium równowazacego te sile.W znanych urzadzeniach pomiar sily polega na obserwacji skutków dzialania sily na ciala podlegajace prawu Hooka lub na obserwacji wahadla wychylajacego sie w polu grawitacyjnym. Znane sa tez urzadzenia do pomiaru sily, w których za pomoca tej sily powoduje sie sprezanie plynnego medium, co wiaze sie ze zmiana jego objetosci, a po osiagnieciu stanu równowagi odczytuje sie wielkosc uzyskanego cisnienia.We wszystkich tych znanych urzadzeniach, niezaleznie od metody przetwarzania powstalego odksztalcenia (mechanicznej, elektroindukcyjnej, elektropojemnosciowej, tensometrycznej, elastooptycznej itp.) polozenie punktu przylozenia sily mierzonej zmienia sie podczas pomiarów, przy czym wielkosc tego przemieszczenia jest proporcjonalna do wielkosci sily mierzonej.W niektórych rodzajach pomiarów nawet bardzo male przemieszczenie punktu przylozenia sily powoduje znaczne znieksztalcenie wartosci mierzonej sily, co uniemozliwia dokonanie pomiaru z dostateczna dokladnoscia lub wymaga bardzo uciazliwej korekty polegajacej na sprowadzeniu punktu przylozenia sily do punktu wyjscio¬ wego. Taka korekte trzeba wykonywac przy uzyciu precyzyjnej aparatury do pomiaru przemieszczen.Na przyklad w przypadku pomiaru sily docisku pierscieni tlokowych do gladzi cylindrowej, niemozliwe jest zmierzenie tej sily, jezeli czujnik miernika znajduje sie w obszarze lezacym poza cylindryczna powierzchnia styku cylindra i pierscienia. Takie przemieszczenie czujnika moze nastapic na skutek jego podatnosci wynikajacej z zasady dzialania dotychczas znanych mierników (np. tensometrycznego, elastooptycznego itp.).Z polskiego opisu patentowego nr 85473 znany jest równiez przyrzad do pomiaru sil naciskajacych, zwlaszcza do pomiaru nacisku szczotek komutatorowych. Przyrzad ten posiada mocowana wymiennie pomiaro¬ wa wkladke, wewnatrz której znajduje sie komora z umieszczonym w niej ruchomym trzpieniem. Pod trzpieniem ulozony jest pneumatyczny mieszek lub inny cisnieniowy element, do którego wprowadzone sa zakonczone stykami elektryczne przewody polaczone wspólnie cisnieniowym przewodem przy pomocy elektro-pneumatycz- nego lacznika z ukladem zasilania cisnieniowego i sygnalizacji. Elektropneumatyczny lacznik stanowi dwie2 96 659 koncówki z przelotowym kanalem do czynnika cisnieniowego, z których jedna zaopatrzona jest w stale styki, a druga w sprezyste polaczone z elektrycznymi przewodami przechodzacymi przez przelotowe kanaly.Wada tego urzadzenia jest koniecznosc recznej regulacji doplywu powietrza na podstawie obserwacji lampki sygnalizacyjnej, co utrudnia prowadzenie pomiarów oraz powoduje dosc znaczne ruchy wkladki pomiaro¬ wej, zwiekszajac blad pomiaru.Celem wynalazku jest skonstruowanie miernika do pomiaru sily, w którym element równowazacy mierzona sile wykonuje w czasie pomiaru jedynie bardzo male ruchy, i w którym równowazenie sily odbywa sie samo¬ czynnie.Wedlug wynalazku cel ten osiagnieto w ten sposób, ze miernik do pomiaru sily, sklada sie z pomiarowego trzona przejmujacego mierzona sile oraz z komory z manometrem polaczonej ze zródlem medium o podwyzszo¬ nym cisnieniu, przy czym pomiarowy trzon jest polaczony z zestykami zamykajacymi lub otwierajacymi obwód elektryczny kontrolujacy ruchy pomiarowego trzona. Pomiarowy trzon jest polaczony z jednym zestykiem przylegajacym do drugiego zestyku stanowiacego nieruchoma baze odniesienia, a ponadto trzon ten jest polaczo¬ ny z membrana zamykajaca cisnieniowe naczynie majace otwarty wyplywowy otwór oraz doplywowy otwór zamykany zaworem sterowanym opornoscia miedzy zestykami. Wielkosc doplywowego otworu jest wieksza od wielkosci odplywowego otworu.Przyklad realizacji miernika wedlug wynalazku zostal przedstawiony na schematycznym rysunku.Miernik sklada sie z pomiarowego trzona 1 polaczonego z membrana 2, która zamyka szczelnie cisnienio¬ we naczynie 3. Z trzonem 1 powiazany jest sztywny ostrzowy zestyk 4, przylegajacy do nieruchomego plaskiego zestyku 5. Zestyk 5 stanowi nieruchoma baze odniesienia, ustalajaca polozenie zestyku 4 oraz trzona 1. Do wnetrza naczynia 3 wprowadzona jest dysza 6, której otwór wylotowy jest zamykany zaworem 7 sterowanym elektrycznie. Dysza 6 polaczona jest z instalacja sprezonego powietrza. Wnetrze naczynia 3 jest stale polaczone z atmosfera za pomoca dyszy 8, której przepustowosc jest mniejsza od przepustowosci dyszy 6. Do pomiaru cisnienia wewnatrz naczynia 3 sluzy manometr 9. Zawór 7 jest sterowany opornoscia pomiedzy zestykami 4 i 5 za posrednictwem przekaznika 10.Zasada dzialania miernika przedstawionego na rysunku jest nastepujaca. Jezeli na trzon 1 nie dziala sila P, wówczas zestyk 4 jest docisniety do zestyku 5. Opornosc pomiedzy zestykami 4 i 5 jest mala, na skutek czego przekaznik 10 powoduje zamkniecie zaworu 7. Doplyw sprezonego powietrza zostaje zamkniety. Przez stale otwarta dysze 8 cisnienie w naczyniu 3 zostaje zrównane z cisnieniem atmosferycznym. Z chwila przylozenia sily P do trzona 1 zmniejsza sie sila docisku zestyku 4 do zestyku 5, co powoduje wzrost opornosci pomiedzy tymi zestykami, a w konsekwencji przekaznik 10 powoduje otwarcie zaworu 7.Do wnetrza naczynia 3 doplywa sprezone powietrze, które naciskajac na membrane 2, równowazy sile P i powoduje docisniecie zestyku 4 do zestyku 5. Wzrost opornosci pomiedzy zestykami powoduje zamkniecie zaworu 7. Poniewaz przez dysze 8 powietrze nieustannie odplywa z naczynia 3, wiec po zamknieciu zaworu 7 cisnienie w naczyniu spada i równowaga miedzy sila P a przeciwnie skierowanym naciskiem membrany 2 zostaje zachwiana. Powoduje to ponowny wzrost opornosci miedzy zestykami 4 i 5 i wyzej opisany cykl powtarza sie.Cisnienie w naczyniu 3 oscyluje wiec wokól pewnej wartosci, która jest funkcja przylozonej sily P. Bezwladnosc manometru 9 powoduje scalkowanie pulsacyjnego przebiegu zmian cisnienia. Manometr wskazuje zatem cisnienie proporcjonalne do sily P.W trakcie pomiaru nie dochodzi w praktyce do rozwarcia styków 4 i 5. Cykl otwierania i zamykania zaworu 7 odbywa sie w granicach zmiennego docisku zestyków lecz bez calkowitej utraty kontaktu. Z uwagi na to, ze sprezystosc sztywnych zestyków jest bardzo mala, ruchy trzona 1 sa znikomo male (ruchy nie przekraczaja wartosci ulamka jednego mikrometra) i nie maja znaczenia dla wyniku pomiaru.Jest sprawa oczywista, ze podobne w skutkach dzialanie miernika mozna by osiagnac, jezeli pozostawiono by stale otwarty doplyw sprezonego powietrza, a zawór usytuowano by na dyszy wylotowej. Przy takiej kon¬ strukcji odplyw gazu z naczynia nalezaloby zamykac lub zmniejszac wtedy, gdy sila P bylaby wieksza od nacisku równowazacego, wywieranego przez membrane. Odplyw ten nalezaloby otwierac lub zwiekszac, gdyby sila P byla mniejsza od nacisku równowazacego wywieranego przez membrane. PL