RU2145700C1 - Load-receiving device of balance - Google Patents
Load-receiving device of balance Download PDFInfo
- Publication number
- RU2145700C1 RU2145700C1 RU99115149A RU99115149A RU2145700C1 RU 2145700 C1 RU2145700 C1 RU 2145700C1 RU 99115149 A RU99115149 A RU 99115149A RU 99115149 A RU99115149 A RU 99115149A RU 2145700 C1 RU2145700 C1 RU 2145700C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rail
- strain
- center
- radii
- hole
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Force In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к приборостроению, в частности к весоизмерительной технике, и может использоваться для взвешивания различных объектов в статическом и динамическом режимах. The invention relates to instrumentation, in particular to a weight measuring technique, and can be used to weigh various objects in static and dynamic modes.
Известно устройство для измерения веса (по патенту Австралии N 610113, МКИ G 01 G 19/04 от 15.01.88, опубл. 20.07.89), содержащее участок рельса, несущий нагрузку и расположенный на двух опорах, по обе стороны которого расположены два измерителя деформаций, состоящие из тензорезисторов, соединенных в электромостовую схему. A device for measuring weight is known (according to Australian patent N 610113, MKI G 01 G 19/04 of 01/15/08, publ. 07/20/89), containing a section of the rail, bearing the load and located on two supports, on both sides of which are two meters deformations consisting of strain gauges connected in an electrical bridge circuit.
Известно также устройство сдвигового балочного датчика силы (по патенту США N 4459863, МКИ G 01 L 1/22 от 09.08.82, опубл. 17.07.84), содержащее консольную балку, состоящую из деформируемой измерительной части и жесткой опорной части. В углублениях, выполненных на противоположных сторонах измерительной части и образующих несимметричный профиль двутавра, имеются тензорезисторы, расположенные под углами 45o и 135oC симметрично продольной нейтральной оси измерительной части балки и соединенные в электромостовую схему.A device is also known for a shear beam force sensor (according to US patent N 4459863, MKI G 01 L 1/22 of 08/09/82, publ. 17/07/84), containing a cantilever beam consisting of a deformable measuring part and a rigid supporting part. In the recesses made on opposite sides of the measuring part and forming the asymmetric profile of the I-beam, there are strain gauges located at angles of 45 o and 135 o C symmetrically to the longitudinal neutral axis of the measuring part of the beam and connected to an electrical bridge circuit.
Недостатками первого устройства являются невозможность регулировки чувствительностей тензорезисторов на стадии изготовления устройства для достижения точных результатов взвешивания и отсутствие упругих элементов в виде углублений поперечного сечения балки, делающее невозможными его практическую реализацию в силу малости выходного сигнала от тензорезисторов. У второго устройства упругие элементы выполнены так, что не позволяют производить регулировку чувствительности тензорезисторов после их установки, необходимую для достижения невосприимчивости измерения нагрузки к мешающим силовым факторам, к которым относятся крутящий момент, боковая и продольная силы, действующие на балку и возникающие вследствие непостоянства положения точки приложения нагрузки от взвешиваемого объекта, разночувствительности тензорезисторов из-за несовершенства геометрических размеров балки и неточности установки тензорезисторов. The disadvantages of the first device are the inability to adjust the sensitivity of the strain gauges at the stage of manufacturing the device to achieve accurate weighing results and the absence of elastic elements in the form of recesses of the beam cross section, making it impossible to implement it due to the small output signal from the strain gauges. In the second device, the elastic elements are made so that they do not allow the sensitivity adjustment of the strain gages after their installation, which is necessary to achieve the immunity of the load measurement to interfering force factors, which include torque, lateral and longitudinal forces acting on the beam and resulting from the inconstancy of the position of the point application of load from the object being weighed, strain gages of different sensitivity due to imperfection of the geometric dimensions of the beam and inaccuracy strain gages.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является грузоприемное устройство железнодорожных весов (по авторскому свидетельству СССР N 1291827 МКИ G 01 G 19/04 от 03.12.84, опубл. 23.02.87, бюл. N 7), содержащее измерительный участок рельсов с тензорезисторами, установленными в зоне нейтральной плоскости рельса. Устройство имеет упругие элементы в виде колец, установленные попарно на концах измерительного участка рельсов с обеих сторон от него, причем каждый упругий элемент закреплен на вертикальной стенке измерительного рельса в четырех точках, попарно симметричных относительно центра кольца, с расположением каждой пары точек крепления под прямым углом друг к другу. Тензорезисторы расположены по два в зонах крепления упругих элементов на внутренней поверхности колец, а в вертикальной стенке измерительного рельса, в указанных зонах, выполнены сквозные пазы, оси которых концентричны упругим элементам, размещенным в концентричных отверстиях стенки рельса. The closest technical solution to the proposed device is a load-receiving device of a railway balance (according to the USSR author's certificate N 1291827 MKI G 01 G 19/04 of 03/03/84, publ. 23.02.87, bul. N 7), containing a measuring section of rails with strain gauges, installed in the neutral zone of the rail. The device has elastic elements in the form of rings mounted in pairs at the ends of the measuring section of the rails on both sides of it, with each elastic element mounted on the vertical wall of the measuring rail at four points pairwise symmetrical with respect to the center of the ring, with each pair of mounting points at right angles to each other. The strain gages are located two in two in the zones of fastening of the elastic elements on the inner surface of the rings, and in the vertical wall of the measuring rail, in these zones, through grooves are made, the axes of which are concentric to the elastic elements located in the concentric holes of the rail wall.
В этом устройстве предусмотрена возможность еще при наладке выявить и исключить из результатов измерений показания пар тензорезисторов, в наибольшей мере чувствительных к изменению положения нагрузки на измерительном рельсе, то есть обеспечить независимость величины сигнала от положения нагрузки на измерительном рельсе. Точная регулировка измерительных узлов обеспечивается сквозными пазами, в пределах которых возможен поворот кольцевых упругих элементов относительно своих осей. This device provides the opportunity, even during commissioning, to identify and exclude from the measurement results the readings of pairs of strain gauges that are most sensitive to changes in the load position on the measuring rail, that is, to ensure independence of the signal value from the position of the load on the measuring rail. Accurate adjustment of the measuring units is ensured by through grooves within which rotation of the annular elastic elements with respect to their axes is possible.
Недостатком известного устройства является следующее. В действительности сложность формы кольцевых упругих элементов и пазов, которые требуется выполнить в вертикальной стенке рельса, затрудняет практическую реализацию грузоприемного устройства для железнодорожных весов. Точная регулировка отдельных тензорезисторов и измерительных узлов в целом, учитывая необходимость одновременной установки упругих элементов с обеих сторон вертикальной стенки рельса, также затруднена, при этом в силу болтовой фиксации упругих элементов в сквозных пазах рельса результаты этой регулировки будут действовать только в пределах ограниченного периода эксплуатации указанного грузоприемного устройства. Поскольку болтовая фиксация упругих элементов в сквозных пазах рельса является нежесткой, чувствительность будет заметно и неоднозначно зависеть от температурного состояния рельса, от характера изменения нагрузки (нагружение или разгружение датчика) и от времени эксплуатации, что неизбежно приведет к росту погрешности взвешивания. В процессе эксплуатации при влиянии внешних воздействий это приведет к повышению погрешности взвешивания, а значит, в результате выходной сигнал устройства окажется неадекватным поперечной силе, то есть измеряемой нагрузке на рельс. A disadvantage of the known device is the following. In fact, the complexity of the shape of the annular elastic elements and grooves that need to be performed in the vertical wall of the rail, complicates the practical implementation of the load-receiving device for railway scales. The exact adjustment of individual strain gauges and measuring units as a whole, given the need for simultaneous installation of elastic elements on both sides of the vertical rail wall, is also difficult, however, due to the bolt fixation of elastic elements in the through grooves of the rail, the results of this adjustment will only apply within a limited period of operation of the specified load receiving device. Since the bolt fixation of elastic elements in the through grooves of the rail is nonrigid, the sensitivity will noticeably and ambiguously depend on the temperature state of the rail, on the nature of the load change (loading or unloading the sensor) and on the operating time, which will inevitably lead to an increase in the weighing error. During operation, under the influence of external influences, this will lead to an increase in the weighing error, which means that as a result, the output signal of the device will be inadequate to the transverse force, that is, the measured load on the rail.
В основу изобретения положена задача создания грузоприемного устройства с высокой точностью измерения массы объекта в статическом и динамическом режимах и надежностью, не изменяющимися в течение всего срока эксплуатации. The basis of the invention is the creation of a load-receiving device with high accuracy of measuring the mass of the object in static and dynamic modes and reliability, not changing during the entire period of operation.
Поставленная задача решается тем, что грузоприемное устройство весов содержит измерительный участок рельса, на каждом из концов вертикальной стенки которого выполнены углубления в поперечном сечении рельса для образования упругих элементов, с двух сторон каждого из которых симметрично продольной нейтральной оси рельса установлены тензорезисторы. Углубления выполнены в виде многоугольника с четным количеством скругленных углов, контур которого повторяет выполненное в центре многоугольника сквозное отверстие, при этом центры радиусов округления углов многоугольника и сквозного отверстия и радиуса установки центра тензорезистора расположены на одной линии, проходящей через центр сквозного отверстия, а радиусы округления углов многоугольника, сквозного отверстия и установки центра тензорезисторов выбраны с учетом чувствительности тензорезисторов. Упругий элемент может быть выполнен в виде квадрата, две стороны которого параллельны продольной оси рельса, а радиусы установки центра тензорезисторов, расположенных в диагоналях сжатия, на 10 - 30% больше, чем радиусы установки центров тензорезисторов, расположенных в диагоналях растяжения. The problem is solved in that the load-receiving device of the scales contains a measuring section of the rail, at each end of the vertical wall of which grooves are made in the cross section of the rail to form elastic elements, strain gauges are installed on both sides of the rail symmetrically to the longitudinal neutral axis of the rail. The recesses are made in the form of a polygon with an even number of rounded corners, the contour of which repeats the through hole made in the center of the polygon, while the centers of the radii of rounding of the corners of the polygon and the through hole and the installation radius of the center of the strain gage are located on the same line passing through the center of the through hole, and the rounding radii the polygon angles, the through hole, and the center of the strain gages are selected taking into account the sensitivity of the strain gages. The elastic element can be made in the form of a square, the two sides of which are parallel to the longitudinal axis of the rail, and the installation radii of the center of the strain gages located in the compression diagonals are 10 - 30% larger than the installation radii of the centers of the strain gages located in the tension diagonals.
Форма упругого элемента в виде многоугольника, в данном случае в виде квадрата, позволяет разместить тензорезисторы между скругленным углом квадратного отверстия и соответственно скругленным углом внешнего квадрата упругого элемента, определяя радиус установки центра тензорезистора. Эти три радиуса лежат на одной линии, проходящей через центр сквозного отверстия упругого элемента, и выбираются с учетом чувствительности тензорезисторов. Тензорезисторы размещаются попарно в диагоналях квадрата, образуя диагональ сжатия, где тензорезисторы работают на сжатие при действии вертикальной нагрузки на рельс, и диагональ растяжения, где тензорезисторы попарно испытывают растягивающие усилия. На концах вертикальной стенки измерительного участка рельса выполнены углубления в поперечном сечении рельса, которые образуют два упругих элемента и содержат одинаковое количество тензорезисторов. Тензорезисторы расположены с двух сторон упругого элемента симметрично продольной оси рельса, а также симметрично нейтральной оси рельса и попарно сориентированы в скругленных углах квадрата или многоугольника, где диагонали сжатия и растяжения должны быть взаимно перпендикулярны. Тензорезисторы скоммутированы в электромостовую схему, на выходе которой снимается сигнал, равный сумме деформаций всех работающих тензорезисторов, который пропорционален нагрузке, действующей на рельс. Выходная характеристика устройства является суммой характеристик деформаций тензорезисторов, работающих на сжатие, и тензорезисторов, работающих на растяжение. The shape of the elastic element in the form of a polygon, in this case in the form of a square, allows you to place the strain gauges between the rounded corner of the square hole and the correspondingly rounded corner of the outer square of the elastic element, determining the installation radius of the center of the strain gauge. These three radii lie on the same line passing through the center of the through hole of the elastic element, and are selected taking into account the sensitivity of the strain gauges. The strain gages are placed in pairs in the diagonals of the square, forming a compression diagonal, where the strain gages work in compression under the action of the vertical load on the rail, and the tensile diagonal, where the strain gages pairwise experience tensile forces. At the ends of the vertical wall of the measuring section of the rail, recesses are made in the cross section of the rail, which form two elastic elements and contain the same number of strain gauges. Strain gages are located on both sides of the elastic element symmetrically to the longitudinal axis of the rail, as well as symmetrically to the neutral axis of the rail and are pairwise oriented in the rounded corners of a square or polygon, where the diagonals of compression and tension should be mutually perpendicular. The strain gages are connected in an electric bridge circuit, the output of which is a signal equal to the sum of the deformations of all working strain gages, which is proportional to the load acting on the rail. The output characteristic of the device is the sum of the deformation characteristics of strain gauges working in compression and strain gauges working in tension.
При установке тензорезисторов на упругом элементе должно выполняться следующее условие, что радиусы установки центров тензорезисторов в диагоналях сжатия должны быть на 10 - 30% больше, чем радиусы установки центров тензорезисторов в диагоналях растяжения. После установки тензорезисторов сначала определяется чувствительность тензорезисторов, работающих на сжатие, и выбирается тензорезистор с наибольшей чувствительностью. При подборе радиусов скругления углов внешнего квадрата упругого элемента, и особенно внутренних радиусов сквозного квадратного отверстия для каждого работающего на сжатие тензорезистора в отдельности, происходит выравнивание характеристик чувствительности остальных тензорезисторов, работающих на сжатие. Затем аналогичным образом определяется чувствительность тензорезисторов, работающих на растяжение, и выбирается тензорезистор с наибольшей чувствительностью. Путем подбора радиусов скругления углов внешнего квадрата и внутреннего квадратного отверстия в диагоналях растяжения для каждого тензорезистора происходит выравнивание чувствительностей остальных тензорезисторов, работающих на растяжение. When installing strain gages on an elastic element, the following condition must be satisfied that the installation radii of the centers of the strain gages in the compression diagonals should be 10 - 30% larger than the installation radii of the centers of the strain gages in the tension diagonals. After installing the strain gauges, the sensitivity of the compressive strain gauges is first determined, and the strain gauge with the highest sensitivity is selected. When selecting the rounding radii of the corners of the outer square of the elastic element, and especially the inner radii of the through square hole for each individually operating strain gauge, the sensitivity characteristics of the other compressive strain gauges are equalized. Then, in a similar manner, the sensitivity of tensile strain gauges working in tension is determined, and the strain gauge with the highest sensitivity is selected. By selecting the radii of rounding of the corners of the outer square and the inner square hole in the tensile diagonals for each strain gage, the sensitivities of the other tensile strain gages are aligned.
Если радиусы установки центров тензорезисторов в диагоналях сжатия будут больше на 10 - 30%, чем радиусы установки центров тензорезисторов в диагоналях растяжения, а также будут выравнены чувствительности тензорезисторов подбором радиусов скругления углов многоугольника или квадрата, то сумма характеристики деформаций тензорезисторов, работающих на сжатие, и характеристики деформаций тензорезисторов, работающих на растяжение, дадут почти линейную выходную характеристику устройства, которая пропорциональна нагрузке на рельс, то есть массе взвешиваемого объекта. If the installation radii of the centers of the strain gages in the compression diagonals are 10 to 30% larger than the radii of the centers of the strain gages in the expansion diagonals and the sensitivity of the strain gages are equalized by selecting the rounding radii of the corners of the polygon or square, then the sum of the deformation characteristics of the strain gages working in compression, and the strain characteristics of tensile strain gages will give an almost linear output characteristic of the device, which is proportional to the load on the rail, i.e. m asse of the object to be weighed.
Возможность регулировки чувствительности тензорезисторов в диагоналях сжатия и растяжения за счет радиуса установки центра тензорезисторов существенно снижает нелинейность выходной характеристики устройства при нахождении нагрузки на краях измерительного участка рельса. The ability to adjust the sensitivity of strain gages in the diagonals of compression and tension due to the radius of the center of the strain gages significantly reduces the non-linearity of the output characteristics of the device when the load is at the edges of the measuring section of the rail.
Изменение радиусов скругления углов квадрата упругого элемента и отверстия после установки тензорезисторов обеспечивает полную компенсацию несовершенства геометрических размеров рельса, неточности установки тензорезисторов, влияние изгибающих и крутящих моментов, продольных и боковых сил, температуры и устранение зависимости измерительной характеристики устройства от точки приложения нагрузки. Changing the rounding radii of the corners of the square of the elastic element and the hole after installing the strain gages provides complete compensation for imperfections in the geometric dimensions of the rail, inaccuracies in the installation of strain gages, the influence of bending and torques, longitudinal and lateral forces, temperature and eliminating the dependence of the measuring characteristic of the device on the point of load application.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерений массы, которая остается неизменной на всем периоде эксплуатации. Выполнение упругих элементов в виде составной части рельса повышает надежность за счет устранения элементов крепления и сложных форм сопряжения упругих элементов с балкой или рельсом. Thus, the proposed device allows to increase the accuracy of mass measurements, which remains unchanged throughout the entire period of operation. The implementation of the elastic elements in the form of a component of the rail increases reliability by eliminating the fastening elements and complex forms of coupling of the elastic elements with a beam or rail.
На фиг. 1 схематично представлено предлагаемое устройство; на фиг. 2 изображено сечение А-А (см. фиг. 1); на фиг. 3 изображен пример формы левого упругого элемента и показаны места установки тензорезисторов с зонами регулировки их чувствительности, причем правый упругий элемент симметричен левому; на фиг. 4 показана зависимость чувствительности тензорезистора от радиуса скругления угла внутреннего квадратного отверстия упругого элемента; на фиг. 5 показана зависимость чувствительности тензорезистора от радиуса скругления угла внешнего квадрата упругого элемента; на фиг. 6 показана зависимость чувствительности тензорезистора от радиуса установки центра тензорезистора; на фиг. 7 показана характеристика деформации всех тензорезисторов, являющаяся суммой характеристики деформации тензорезисторов, работающих на сжатие, и характеристики деформации тензорезисторов, работающих на растяжение. In FIG. 1 schematically shows the proposed device; in FIG. 2 shows a section AA (see FIG. 1); in FIG. Figure 3 shows an example of the shape of the left elastic element and shows the installation locations of the strain gages with zones for adjusting their sensitivity, the right elastic element being symmetrical to the left; in FIG. 4 shows the dependence of the sensitivity of the strain gauge on the rounding radius of the angle of the inner square hole of the elastic element; in FIG. 5 shows the dependence of the sensitivity of the strain gauge on the radius of rounding of the corner of the outer square of the elastic element; in FIG. 6 shows the dependence of the sensitivity of the strain gauge on the radius of the center of the strain gauge; in FIG. 7 shows the strain characteristic of all strain gages, which is the sum of the strain characteristics of strain gauges working in compression and the strain characteristics of strain gauges working in tension.
Устройство состоит из измерительного рельса 1 длиной L, упругих элементов 2 и 3, расположенных по концам вертикальной стенки измерительного рельса (фиг. 1). На концах вертикальной стенки измерительного участка выполнены углубления в поперечном сечении рельса со сквозным отверстием 4 в центре (фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1). Упругий элемент 2 содержит тензорезисторы 5 - 8, которые расположены симметрично нейтральной оси рельса (фиг. 3). Два упругих элемента 2 и 3 содержат по восемь тензорезисторов каждый, расположенных симметрично продольной оси рельса по обе стороны вертикальной стенки рельса. Тензорезисторы на упругом элементе устанавливаются попарно по диагоналям противоположных углов квадрата и определяются радиусом Rт (фиг. 3). Центры радиусов округления смежных сторон внешнего квадрата упругого элемента Rу и внутреннего квадратного отверстия Rо вместе с центром радиуса Rт лежат на одной линии, проходящей через центр отверстия (фиг. 3). Радиусы установки центров тензорезисторов, расположенных в диагоналях сжатия, на 10 - 30% больше, чем радиусы в диагоналях растяжения. Форма сквозного отверстия 4 в виде квадрата, стороны которого параллельны и перпендикулярны продольной оси рельса, повторяет внешний контур упругого элемента. Тензорезисторы упругих элементов скоммутированы в электромостовую схему (не показана).The device consists of a measuring rail 1 of length L, elastic elements 2 and 3 located at the ends of the vertical wall of the measuring rail (Fig. 1). At the ends of the vertical wall of the measuring section, recesses are made in the cross section of the rail with a through hole 4 in the center (Fig. 2 - section AA in Fig. 1). The elastic element 2 contains a
Устройство работает следующим образом. Нагрузка от объекта взвешивания попадает на измерительный рельс между упругими элементами 2 и 3 с тензорезисторами (фиг. 1). Расстояние L может быть различным в зависимости от специфики взвешиваемых объектов, точности измерений и требований к ресурсу рельса. На участках рельса, расположенных слева и справа от измеряемой нагрузки P, действуют соответственно поперечные силы Q1 и Q2, зависящие от координаты нагрузки, причем сумма этих сил равна измеряемой нагрузке Р. Рельс воздействует на упругие элементы, и в результате деформируются диагонали квадрата с тензорезисторами. При этом тензорезисторы упругого элемента 2, расположенные попарно в диагоналях сжатия 6 и 8, сжимаются, а в диагоналях растяжения 5 и 7 - растягиваются (фиг. 3). Четыре тензорезистора, расположенные симметрично продольной оси на другой стороне вертикальной стенки рельса, работают аналогичным образом (фиг. 2). Восемь тензорезисторов упругого элемента 3 работают аналогично тензорезисторам упругого элемента 2. Упругий элемент имеет форму квадрата и является углублением в поперечном сечении вертикальной стенки рельса со сквозным отверстием. Отверстие также имеет форму квадрата со скругленными углами. Стороны этих квадратов повторяют друг друга и параллельны и перпендикулярны продольной оси рельса. Радиусы скругления Rу и Rо (фиг. 3) выбираются с учетом чувствительности тензорезисторов. На фиг. 4 показана зависимость чувствительности S тензорезистора от Rо, радиуса скругления одного из углов внутреннего сквозного квадратного отверстия. На фиг. 5 показана зависимость чувствительности S тензорезистора от Rу, радиуса скругления одного из углов внешнего квадрата упругого элемента. Центры тензорезисторов устанавливаются на расстоянии Rт от центра отверстия на одной линии с центрами радиусов скругления углов внешнего квадрата упругого элемента и внутреннего квадратного отверстия (фиг. 3). Радиусы установки центра тензорезисторов, расположенных в диагоналях сжатия, должны быть на 10 - 30% больше, чем радиусы в диагоналях растяжения. При таком соотношении радиусов чувствительность тензорезисторов, расположенных в диагоналях сжатия, будет на 20 - 40% меньше, чем в диагоналях растяжения. На фиг. 6 представлена зависимость чувствительности тензорезистора от радиуса установки его центра. После установки тензорезисторов на упругие элементы сначала определяется наибольшая чувствительность тензорезистора, работающего в диагоналях сжатия. При подборе радиусов Rу и Rо, расположенных в диагоналях сжатия, происходит выравнивание чувствительностей каждого из оставшихся тензорезисторов, работающих в диагоналях сжатия, относительно чувствительности первоначально выбранного тензорезистора. Определяется суммарная характеристика деформации всех работающих на сжатие тензорезисторов двух упругих элементов на длине L измерительного участка рельса (фиг. 7, кривая 9). Затем аналогично определяется суммарная характеристика деформации всех работающих на растяжение тензорезисторов двух упругих элементов на длине L измерительного участка рельса (фиг. 7, кривая 10). Кривая 11 (фиг. 7) показывает суммарную характеристику деформации всех тензорезисторов, которая складывается из характеристики деформации тензорезисторов, работающих на сжатие (кривая 9), и характеристики деформации тензорезисторов, работающих на растяжение (кривая 10).The device operates as follows. The load from the object of weighing falls on the measuring rail between the elastic elements 2 and 3 with strain gauges (Fig. 1). The distance L can be different depending on the specifics of the objects being weighed, the accuracy of the measurements and the requirements for the rail resource. On the sections of the rail located to the left and to the right of the measured load P, the transverse forces Q 1 and Q 2 , depending on the coordinate of the load, respectively, act, and the sum of these forces is equal to the measured load R. The rail acts on the elastic elements, and as a result the diagonals of the square with strain gages. In this case, the strain gages of the elastic element 2, arranged in pairs in the
Пунктиром на фиг. 7 (кривая 12) показана суммарная характеристика деформации тензорезисторов, работающих на сжатие, чувствительность которых не регулировалась за счет радиуса установки центра тензорезистора. Суммарная характеристика деформации всех тензорезисторов (обозначенная пунктиром кривая 13), которая получается сложением характеристики деформации нерегулированных тензорезисторов, работающих на сжатие (кривая 12), и характеристики деформации тензорезисторов, работающих на растяжение (кривая 10), имеет заметную нелинейность при нахождении нагрузки вблизи упругого элемента. Нелинейность объясняется влиянием нескомпенсированных деформаций сжатия, которые при приближении нагрузки к упругому элементу возрастают сильнее, чем снижаются деформации растяжения. Предварительное снижение чувствительности тензорезисторов, работающих на сжатие, позволяет существенно сократить нелинейность суммарной характеристики деформации всех тензорезисторов. Уменьшение чувствительности тензорезисторов, работающих на сжатие, на 20 - 40% по сравнению с чувствительностью тензорезисторов, работающих на растяжение при подборе радиуса установки центра тензорезисторов, дает почти линейную суммарную характеристику всех работающих тензорезисторов. Разница в чувствительностях тензорезисторов, работающих на сжатие, и тензорезисторов, работающих на растяжение, не приводит к появлению заметного влияния на деформацию упругих элементов нагрузки, находящейся вне пределов измерительного участка рельса. The dotted line in FIG. 7 (curve 12) shows the total deformation characteristic of compressive strain gages, the sensitivity of which was not regulated due to the radius of installation of the center of the strain gage. The total strain characteristic of all strain gauges (dashed curve 13), which is obtained by adding the strain characteristics of unregulated tensile strain gauges working in compression (curve 12) and the strain characteristics of tensile strain gauges working in tension (curve 10), has a noticeable nonlinearity when the load is near the elastic element . The nonlinearity is explained by the effect of uncompensated compression deformations, which, as the load approaches the elastic element, increase more than the tensile deformations decrease. A preliminary decrease in the sensitivity of compressive strain gages can significantly reduce the nonlinearity of the total strain characteristics of all strain gages. A decrease in the sensitivity of compressive strain gages by 20-40% compared with the sensitivity of tensile strain gages when selecting the radius of the center of the strain gages gives an almost linear total characteristic of all working strain gages. The difference in the sensitivities of compressive strain gages and tensile strain gages does not lead to a noticeable effect on the deformation of the elastic elements of the load, which is outside the measuring section of the rail.
Работа упругих элементов в форме многоугольника аналогична работе упругого элемента в форме квадрата. Диагонали сжатия и растяжения в многоугольнике должны быть взаимно перпендикулярны. Определение чувствительности каждого тензорезистора в зависимости от радиусов округления внешнего многоугольника и внутреннего сквозного отверстия многоугольника и радиуса установки центра тензорезистора позволяет выравнять характеристики всех тензорезисторов, устранить нелинейность выходной характеристики устройства на краях измерительного участка и получить линейную характеристику суммарной деформации тензорезисторов от положения точки приложения нагрузки. The work of elastic elements in the form of a polygon is similar to the work of an elastic element in the form of a square. The compression and extension diagonals in a polygon should be mutually perpendicular. Determining the sensitivity of each strain gage depending on the radius of rounding of the external polygon and the internal through hole of the polygon and the radius of the center of the strain gage can align the characteristics of all strain gages, eliminate the non-linearity of the output characteristic of the device at the edges of the measuring section and obtain a linear characteristic of the total strain of the strain gages from the position of the load application point.
Характеристика упругих элементов с тензорезисторами при условии выполнения расстояния между упругими элементами с учетом специфики взвешиваемых объектов позволяет выполнять распознавание вида и измерение скорости движения взвешиваемого объекта при динамическом взвешивании. The characteristic of elastic elements with strain gages, provided that the distance between the elastic elements, taking into account the specifics of the objects being weighed, allows the recognition of the type and measurement of the speed of movement of the object being weighed during dynamic weighing.
Грузоприемное устройство прошло апробацию на 50 образцах, внедренных в различных отраслях промышленности. The cargo receiving device has been tested on 50 samples introduced in various industries.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99115149A RU2145700C1 (en) | 1999-07-20 | 1999-07-20 | Load-receiving device of balance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99115149A RU2145700C1 (en) | 1999-07-20 | 1999-07-20 | Load-receiving device of balance |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2145700C1 true RU2145700C1 (en) | 2000-02-20 |
Family
ID=20222580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99115149A RU2145700C1 (en) | 1999-07-20 | 1999-07-20 | Load-receiving device of balance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2145700C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102313589A (en) * | 2010-07-01 | 2012-01-11 | 顾增华 | Attached steel rail wheel weight sensor |
| RU179728U1 (en) * | 2017-12-27 | 2018-05-23 | Алексей Викторович Курбаков | Strain gage force sensor |
-
1999
- 1999-07-20 RU RU99115149A patent/RU2145700C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102313589A (en) * | 2010-07-01 | 2012-01-11 | 顾增华 | Attached steel rail wheel weight sensor |
| CN102313589B (en) * | 2010-07-01 | 2013-07-24 | 顾增华 | Attached steel rail wheel weight sensor |
| RU179728U1 (en) * | 2017-12-27 | 2018-05-23 | Алексей Викторович Курбаков | Strain gage force sensor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4459863A (en) | Shear beam load cell | |
| US2597751A (en) | Bending beam load weighing device | |
| US3927560A (en) | Moment desensitization of load cells | |
| AU2013361804B2 (en) | Load cell with inclination compensation | |
| US3376537A (en) | Shear strain load cell | |
| US11092477B2 (en) | Planar load cell assembly | |
| US4558756A (en) | Cantilever support beam assembly for a load cell and the like | |
| US4385527A (en) | Aircraft weighing systems | |
| CN110220621A (en) | A kind of rail head of rail formula strain gauge for the detection of rail truck Super leaning load | |
| KR19980068244A (en) | Parallel 6-axis force-moment measuring device | |
| CN106404130B (en) | Weighing and sensing device assembly and weighing method | |
| US4419902A (en) | Constant strain load cell | |
| RU2145700C1 (en) | Load-receiving device of balance | |
| RU178060U1 (en) | Strain gauge dynamometer | |
| GB2063495A (en) | Apparatus for measuring small forces | |
| RU2247952C2 (en) | Dynamometer | |
| US4580645A (en) | Constant moment weigh scale with misalignment compensator | |
| RU63525U1 (en) | TENZOMETRIC DEVICE FOR MEASURING COMPONENTS OF STRENGTHS AND MOMENTS OF STRENGTHS IN DYNAMICS OF SOLID BODY | |
| SU1291827A1 (en) | Cargo-hoisting device of railway scales | |
| RU2396533C1 (en) | Pressure cell | |
| SU1015318A1 (en) | Multi-component dynamometer | |
| SU1244078A1 (en) | Device for weighing cargoes on crane | |
| RU2184947C2 (en) | Process of experimental-theoretical determination of stiffness of supporting fixings of reinforced concrete structures of type of beam | |
| SU735937A1 (en) | Dynamometer | |
| SU1430773A1 (en) | Method of measuring deflection of structures |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20100625 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150721 |
|
| BF4A | Cancelling a publication of earlier date [patents] |
Free format text: PUBLICATION IN JOURNAL SHOULD BE CANCELLED |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170721 |