RU2060454C1 - Преобразователь линейных перемещений - Google Patents
Преобразователь линейных перемещений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2060454C1 RU2060454C1 SU5042267A RU2060454C1 RU 2060454 C1 RU2060454 C1 RU 2060454C1 SU 5042267 A SU5042267 A SU 5042267A RU 2060454 C1 RU2060454 C1 RU 2060454C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elastic
- links
- measuring rod
- parts
- sensitive element
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерения больших перемещений за счет сохранения линейной зависимости между перемещением и деформацией упругих частей чувствительного элемента и устранения скольжения, биений и других факторов в соединениях путем обеспечения возможности выполнения их неподвижными. В преобразователе концы чувствительного элемента неподвижно скреплены с корпусом и измерительным штоком. Чувствительный элемент представляет собой цепь чередующихся между собой упругих и неупругих частей, при этом упругие части консольно закреплены в неупругих. 5 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для преобразования линейных перемещений в электрический сигнал.
Известен тензорезисторный преобразователь перемещений, содержащий корпус, измерительный шток и упругий элемент для размещения тензорезисторов, соединенный системой рычагов с измерительным штоком и корпусом [1]
Недостаток аналога снижение стабильности преобразования из-за наличия вращающихся соединений (биение, некруглость и пр.).
Недостаток аналога снижение стабильности преобразования из-за наличия вращающихся соединений (биение, некруглость и пр.).
Известен преобразователь линейных перемещений объекта, содержащий корпус и тензоэлемент в виде арки, жестко закрепленной на корпусе и измерительном штоке [2]
Недостаток этого аналога нелинейность характеристики преобразования из-за сложности траектории перемещения тензоэлемента и изменения длины его рабочей части в зависимости от положения объекта контроля.
Недостаток этого аналога нелинейность характеристики преобразования из-за сложности траектории перемещения тензоэлемента и изменения длины его рабочей части в зависимости от положения объекта контроля.
Известен высокоскоростной тензорезисторный преобразователь линейных перемещений контактного типа в виде консольно закрепленной плоской пружины с тензоэлементами [3]
Недостаток недопустимое увеличение габаритов при измерениях больших перемещений, потеря точности, при этом из-за изменения плеча приложения усилия. Следует отметить линейность характеристики преобразования перемещения в деформацию.
Недостаток недопустимое увеличение габаритов при измерениях больших перемещений, потеря точности, при этом из-за изменения плеча приложения усилия. Следует отметить линейность характеристики преобразования перемещения в деформацию.
Известен преобразователь линейных перемещений, содержащий чувствительный элемент с упругими частями для тензорезисторов, соединенный с корпусом и измерительным штоком [4]
Недостаток его сложная зависимость между перемещением измерительного штока и конца балки, а также наличие подвижных соединений, что обуславливает нелинейность преобразования движения измерительного штока в деформацию упругой части.
Недостаток его сложная зависимость между перемещением измерительного штока и конца балки, а также наличие подвижных соединений, что обуславливает нелинейность преобразования движения измерительного штока в деформацию упругой части.
Целью изобретения является сохранение линейной зависимости между перемещением измерительного штока и деформацией упругих пластин в области больших перемещений, устранение скольжения в узлах соединения частей измерительной системы.
Для достижения цели в преобразователе линейных перемещений, содержащем корпус, установленный в нем измерительный шток и взаимодействующий с ним в процессе измерения тензорезисторный чувствительный элемент, последний выполнен в виде цепи последовательных n звеньев, где n целое число ≥ 4, каждое звено выполнено в виде жесткой планки с консольно закрепленной в ней упругой балкой, звенья неразъемно соединены между собой однотипными частями, а тензорезисторы размещены в местах максимальных деформаций упругих участков цепи.
Число звеньев зависит от величины измеряемого перемещения. Чем больше перемещение, тем больше число звеньев. Количество звеньев будет ограничиваться необходимым быстродействием и влиянием гравитационных сил, что зависит от требований практических задач. Звеном является известный элемент, а именно консольно закрепленная в жесткой планке балка в виде плоской пружины.
Сохраняются все положительные качества балки, а именно линейность характеристики, и появляется возможность измерять большие перемещения с высокой точностью. Обеспечивается возможность применения неподвижных соединений звеньев чувствительного элемента, корпуса и измерительного штока между собой, что дает высокую точность.
На фиг. 1 показан предложенный преобразователь с расположением упругих балок вдоль линии измерения, продольный разрез; на фиг. 2 то же, поперечный разрез, расположение балок обуславливает вытянутость датчика, его габаритные размеры относительно линии измерения, что диктуется требованиями потребителя; на фиг. 3 звенья преобразователя по фиг. 1; на фиг. 4 звенья по фиг. 2; на фиг. 5 расчетная схема звена преобразователя по фиг. 1.
Преобразователь содержит корпус 1 с установленным подвижно измерительным штоком 2 и чувствительный элемент из цепи чередующихся между собой упругих балок 3 и жестких планок 4. Половинки упругой балки 3 и жесткой планки 4 образуют одно звено, из которых составлен чувствительный элемент. Соединения звеньев между собой выполнены неразъемными, при этом упругая часть соединена с упругой, а неупругая с неупругой. Число таких звеньев должно быть расчетным не меньше четырех.
Измерительный шток 2 подпружинен пружиной 5 для создания постоянного измерительного усилия в диапазоне перемещений. В корпусе 1 предусмотрен также ограничитель 6 хода штока 2 в пределах упругих деформаций балок. На упругих балках 3 размещены с обеих сторон тензорезисторы 7 для их включения по схеме полного дифференциального моста (это обеспечивает компенсацию температурных условий, колебания питающего напряжения, прогиба от сил тяжести).
Механизмы формирования деформаций в упругих балках различны в зависимости от ориентации их относительно линии измерения перемещения. Так, при совпадении направлений линии измерения и длины балки (фиг. 1) деформация в балке возникает от равномоментных усилий на ее концах и равномерно распределяется по длине балки. В этом случае резисторы можно разместить в середине упругого участка цепи.
Если длинная часть балки перпендикулярна линии измерения (фиг. 2), то деформация по длине упругого участка цепи меняет знак в его середине и максимальна на концах. Следовательно, резисторы в этом случае желательно размещать ближе к местам консольных креплений упругих балок в каждом звене.
Количество звеньев и схема их соединения обеспечивают сохранение линейной связи перемещения измерительного штока с деформацией упругой части (балки). Линейная же связь деформации с перемещением в одном звене известна и видна из расчетной схемы звена, приведенной на фиг. 5, где l длина тензобалки; с длина планки; а толщина тензобалки; Θ угол поворота планки; Р измерительное усилие; Δ измеряемое перемещение.
Измеряемая деформация тензобалки ε определяется из известного выражения
ε=σи/Е, где Е модуль упругости материала балки;
σи Р.с/Wx напряжение изгиба;
Wx момент сопротивления балки прямоугольного сечения.
ε=σи/Е, где Е модуль упругости материала балки;
σи Р.с/Wx напряжение изгиба;
Wx момент сопротивления балки прямоугольного сечения.
Поскольку Wx= а Yx= и для малых перемещений можно допустить, что перемещение Δ ≈ sinθ , отсюда θ , то ε •Δ Δ•K где для конкретного типа датчика K const.
Преобразователь работает следующим образом.
В исходном положении при отсутствии объекта контроля шток 2 выдвинут из корпуса 1 пружиной 5 до упора 8. Упругие балки с тензорезисторами вогнуты в пределах их упругих деформаций. Объект контроля (не показан) перемещает шток 2 внутрь корпуса, прогиб упругих балок изменяется, что и регистрируется электрическим сигналом, который с помощью устройства (не показано) нормируется и регистрируется.
Таким образом, предложенное построение датчиков перемещения выгодно отличается от известных линейностью характеристики преобразования перемещения в деформацию балок, а также повышением точности за счет отсутствия скользящих и вращательных соединений.
Claims (1)
- Преобразователь линейных перемещений, содержащий корпус, установленный в нем измерительный шток и взаимодействующий с ним в процессе измерения тензорезисторный чувствительный элемент, отличающийся тем, что чувствительный элемент выполнен в виде цепи последовательно соединенных n звеньев, где n - целое число ≥ 4, каждое звено выполнено в виде жесткой планки с консольно закрепленной в ней упругой балкой, звенья неразъемно соединены между собой однотипными частями, а тензорезисторы размещены в местах максимальных деформаций упругих балок.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5042267 RU2060454C1 (ru) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | Преобразователь линейных перемещений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5042267 RU2060454C1 (ru) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | Преобразователь линейных перемещений |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2060454C1 true RU2060454C1 (ru) | 1996-05-20 |
Family
ID=21604268
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5042267 RU2060454C1 (ru) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | Преобразователь линейных перемещений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2060454C1 (ru) |
-
1992
- 1992-05-15 RU SU5042267 patent/RU2060454C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 868336, кл. G 01B 7/18, 1981. 2. Авторское свидетельство СССР N 1035412, кл. G 01B 7/18, 1983. 3. Авторское свидетельство СССР N 930004, кл. G 01B 7/18, 1982. 4. Авторское свидетельство СССР N 859804, кл. G 01B 7/18, 1981. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2666262A (en) | Condition responsive apparatus | |
US3411348A (en) | Electronic dynamometer | |
WO1995001555A1 (en) | Laser interferometric force transducer | |
US4785896A (en) | Load sensing structure for weighing apparatus | |
EP0771412B1 (en) | Force measuring device | |
KR900018657A (ko) | 응력 게이지 칭량 장치 | |
US2442938A (en) | Fluid pressure responsive apparatus | |
GB2087085A (en) | Force transducer with multiple measuring sections | |
RU2060454C1 (ru) | Преобразователь линейных перемещений | |
DE3660521D1 (en) | Process for adjusting a force transducer with strain gauges, and adjusted force transducer thus obtained | |
JPS6216368B2 (ru) | ||
SU777496A1 (ru) | Способ определени поперечной нагрузки на брус | |
RU2060480C1 (ru) | Тензорезисторный преобразователь усилий | |
SU956969A1 (ru) | Тензометр дл измерени продольной и поперечной деформации | |
SU588476A1 (ru) | Датчик измерени усилий, действующих на модель гребного винта | |
SU1760384A1 (ru) | Узел динамометра | |
SU534657A1 (ru) | Тензорезисторный датчик силы | |
SU1649314A1 (ru) | Тензорезисторный датчик силы | |
SU679825A1 (ru) | Тензометрический преобразователь | |
SU964511A2 (ru) | Стенд дл градуировки аэродинамических весов | |
SU735937A1 (ru) | Динамометр | |
SU1707489A1 (ru) | Датчик давлени | |
SU896420A1 (ru) | Весы платформенные электромеханические (их варианты) | |
RU2017096C1 (ru) | Тензорезисторный датчик сжатия | |
RU2039954C1 (ru) | Силоизмерительное устройство |