RU43960U1

RU43960U1 - MEASURING SYSTEM

Info

Publication number: RU43960U1
Application number: RU2004128553/22U
Authority: RU
Inventors: В.С. Шалин; В.С. Аксенов
Original assignee: Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2005-02-10

Abstract

Полезная модель относится к измерительной техники и может применяться для замеров нагрузок (усилий и моментов) на задних амортизаторах автомобилей. Задача - расширение диапазона измерения нагрузок возникающих на опорах задних амортизаторов. Измерительная система момента и силы содержит амортизатор 1 с опорной втулкой 2 и с двумя тензорезисторами Т1 и Т2, соединенными в полумостовую измерительную схему, кронштейн рычага задней подвески 3 с отверстиями 4, 5, выполненных не менее максимального значения по допуску на их диаметр, величина которого больше внутреннего диаметра опорной втулки амортизатора, датчик 6 имеющий форму болта с осевым 7 и угловыми 8 отверстиями, с выполненными на нем: четырьмя опорными цилиндрическими кольцевыми поверхностями 9, 10, 11 и 12, две из них, 9 и 12, расположены в зонах контакта отверстий 4 и 5, две 10 и 11 - в местах контакта с поверхностью опорной втулки 2, двумя парами горизонтальных, расположенных между контактирующими поверхностями опорных колец с кронштейном и втулкой, диаметрально противоположных поверхностей 13, 14, 15 и 16 с тензорезисторами Т3, Т4, Т5 и Т6, выводы которых через кабель соединительных проводов 17 подключены на входе тензоусилителя 18 в схемы измерения момента или силы (фиг.3, 4), переходную втулку 19, контактирующую с опорной поверхностью 9 и поверхностью отверстия 4, гайку 20 и контргайку 21 для фиксирования зазора 22 между плоскими поверхностями датчика 6 и кронштейна 3, фиксирующий винт 23. Регистрация измерений моментов и осевой силы производится при помощи компьютера 24.The utility model relates to measuring equipment and can be used for measuring loads (forces and moments) on the rear shock absorbers of cars. The task is to expand the measuring range of the loads arising on the supports of the rear shock absorbers. The measuring system of moment and force contains a shock absorber 1 with a support sleeve 2 and with two strain gauges T1 and T2 connected to a half-bridge measuring circuit, a bracket for the rear suspension arm 3 with holes 4, 5, made at least the maximum tolerance for their diameter, the value of which larger than the inner diameter of the shock absorber support sleeve, sensor 6 having the form of a bolt with axial 7 and 8 angular holes, made on it: four supporting cylindrical annular surfaces 9, 10, 11 and 12, two of them, 9 and 12, are located in the contact zones of holes 4 and 5, two 10 and 11 - in contact with the surface of the support sleeve 2, two pairs of horizontal, located between the contact surfaces of the support rings with an arm and a sleeve, diametrically opposite surfaces 13, 14, 15 and 16 with strain gauges T3, T4, T5 and T6, the conclusions of which are connected through the cable of the connecting wires 17 at the input of the strain gauge 18 to the torque or force measuring circuits (Figs. 3, 4), the adapter sleeve 19 in contact with the supporting surface 9 and the surface of the hole 4, nut 20 and locknut 2 1 to fix the gap 22 between the flat surfaces of the sensor 6 and the bracket 3, a fixing screw 23. Registration of measurements of moments and axial force is carried out using a computer 24.

Description

Полезная модель относится к измерительной техники и может применяться для замеров нагрузок (усилий и моментов) на задних амортизаторах автомобилей.The utility model relates to measuring equipment and can be used for measuring loads (forces and moments) on the rear shock absorbers of cars.

Известно решение, в котором кабели датчиков подсоединяют к разъемам коммутатора измерительной системы по четырехпроводной системе, измеряют отклонение сопротивлений тензорезисторов от величины сопротивления опорного резистора измерительного устройства. По измеренным значениям на каждой ступени нагружения конструкции определяют величину относительной деформации (аналог-патент РФ №2196296 МПК G 01 B 7/16).A solution is known in which the sensor cables are connected to the connectors of the measuring system switch via a four-wire system, the deviation of the resistance of the strain gages from the resistance value of the reference resistor of the measuring device is measured. According to the measured values at each stage of loading of the structure, the value of relative deformation is determined (RF patent analogue No. 2196296 IPC G 01 B 7/16).

Недостатком известного решения является невозможность его применения для измерения усилий на опоры задних амортизаторов.A disadvantage of the known solution is the inability to use it to measure the forces on the supports of the rear shock absorbers.

Известна измерительная система для определения усилий на задней опоре двигателя полноприводных и заднеприводных автомобилей, закрепленной на поперечине, содержащая двухосевые датчики силы с кабелями соединительных проводов, датчик продольных усилий, датчик вертикальных усилий, тензоусилитель и регистрирующий прибор, причем двухосевые датчики силы выполнены в форме болтов и содержат по две пары плоских взаимно перпендикулярных поверхностей с расположенными на них тензорезисторами, соединенными с двух датчиков в одну мостовую измерительную схему определения вертикальных нагрузок и в другую мостовую измерительную схему определения поперечных нагрузок, осевые и угловые отверстия, цилиндрические поверхности с диаметрами больше или равными резьбовой поверхности, дуговые пазы, фиксирующие винты, втулки, совмещенные по осям с резьбовыми отверстиями крышки коробки передач и жестко закрепленные на пластине задней опоры, на которой выполнено отверстие для втулки, имеющей наружный диаметр меньше диаметра указанного отверстия настолько, чтобы зазор между поверхностями втулки и отверстия был больше величины деформации изгиба упругих элементов датчиков, а длина втулки больше толщины A known measuring system for determining the forces on the rear engine support of four-wheel drive and rear-wheel drive vehicles mounted on a cross-section, comprising biaxial force sensors with cables for connecting wires, a longitudinal force sensor, a vertical force sensor, a strain gauge and a recording device, the biaxial force sensors being made in the form of bolts and contain two pairs of flat mutually perpendicular surfaces with strain gauges located on them, connected from two sensors to one bridge an integral scheme for determining vertical loads and to another bridge measuring scheme for determining lateral loads, axial and angular holes, cylindrical surfaces with diameters greater than or equal to the threaded surface, arc grooves, fixing screws, bushings aligned along the axes with threaded holes of the gearbox cover and rigidly fixed on the back support plate, on which a hole is made for a sleeve having an outer diameter less than the diameter of the specified hole so that the gap between the surfaces in the bushing and holes were larger than the bending strain of the elastic elements of the sensors, and the sleeve length was greater than the thickness

пластины опоры, причем датчик вертикальных усилий, имеющий П-образную форму, жестко закреплен в разрезе боковин поперечины (прототип-патент РФ на полезную модель №35004, G 01 B 7/16).the support plate, and the vertical force sensor having a U-shape is rigidly fixed in the section of the side walls of the cross member (prototype RF patent for utility model No. 35004, G 01 B 7/16).

Недостатком известного решения является невозможность его применения для измерения моментов возникающих на опорах задних амортизаторов автомобилей.A disadvantage of the known solution is the impossibility of its application for measuring the moments arising on the supports of the rear shock absorbers of cars.

Задача - расширение диапазона измерения нагрузок возникающих на опорах задних амортизаторов.The task is to expand the measuring range of the loads arising on the supports of the rear shock absorbers.

Поставленная задача достигается тем, что в известном решении измерительной системы, содержащей датчик с кабелем соединительных проводов, выполненный в форме болта с осевым и угловыми отверстиями, фиксирующий винт, измерительные схемы, тензоусилитель и регистрирующий прибор, согласно полезной модели датчик содержит переходную втулку, четыре опорных кольцевых поверхности, две из них расположены в местах контакта с поверхностью опорной втулки амортизатора с двумя тензорезисторами на его корпусе, соединенными в полумостовую измерительную схему, и две опорных поверхности - в зонах контакта с поверхностями отверстий кронштейна рычага задней подвески с диаметрами больше внутреннего диаметра опорной втулки, две пары горизонтальных, расположенных между контактирующими поверхностями с кронштейном и втулкой диаметрально противоположных поверхностей с тензорезисторами, выводы которых через кабель соединительных проводов подключены в схемы измерения момента или силы.The problem is achieved in that in the known solution of the measuring system, comprising a sensor with a cable for connecting wires, made in the form of a bolt with axial and angular holes, a fixing screw, measuring circuits, strain gauge and recording device, according to a utility model, the sensor contains a transition sleeve, four supporting annular surfaces, two of them are located at the points of contact with the surface of the shock absorber support sleeve with two strain gauges on its body connected to a half-bridge measuring th scheme, and two supporting surfaces - in the contact zones with the surfaces of the holes of the arm of the rear suspension arm with diameters larger than the inner diameter of the supporting sleeve, two pairs of horizontal diametrically opposed surfaces with strain gages between the contacting surfaces with the bracket and the sleeve, the conclusions of which are through the cable of the connecting wires connected to the circuit measuring the moment or force.

Причем зазор между плоскими поверхностями датчика и кронштейна рычага задней подвески, величина которого больше деформации упругого элемента датчика, фиксируется при помощи гайки и контргайки.Moreover, the gap between the flat surfaces of the sensor and the arm of the rear suspension arm, the magnitude of which is greater than the deformation of the elastic element of the sensor, is fixed using a nut and a lock nut.

Фиг.1 - общий вид установки измерительной системы;Figure 1 - General view of the installation of the measuring system;

Фиг.2 - вид. А фиг.1;Figure 2 is a view. And figure 1;

Фиг.3 - измерительная схема момента;Figure 3 - measuring circuit of the moment;

Фиг.4 - измерительная схема осевой силы;4 is a measuring diagram of the axial force;

Фиг.5 - полумостовая схема измерения напряжений;5 is a half-bridge voltage measurement circuit;

Фиг.6 - схемы формы деформации осевой линии датчика при приложении момента в направлении «+У»;6 is a diagram of the shape of the deformation of the axial line of the sensor when a moment is applied in the + Y direction;

Фиг.7 - схемы формы деформации осевой линии датчика при приложении момента в направлении оси «-У»;7 is a diagram of the shape of the deformation of the axial line of the sensor when applying a moment in the direction of the axis "-U";

Фиг.8 - схемы формы деформации осевой линии датчика при приложении силы по оси Z;Fig. 8 is a diagram of a deformation shape of the axial line of the sensor when a force is applied along the Z axis;

Фиг.9 - блок схема измерительной системы момента и силы.Fig.9 is a block diagram of a measuring system of moment and force.

Измерительная система момента и силы содержит амортизатор 1 с опорной втулкой 2 и с двумя тензорезисторами Т1 и Т2, соединенными в полумостовую измерительную схему, кронштейн рычага задней подвески 3 с отверстиями 4, 5, выполненных не менее максимального значения по допуску на их диаметр, величина которого больше внутреннего диаметра опорной втулки амортизатора, датчик 6 имеющий форму болта с осевым 7 и угловыми 8 отверстиями, с выполненными на нем: четырьмя опорными цилиндрическими кольцевыми поверхностями 9, 10, 11 и 12, две из них, 9 и 12, расположены в зонах контакта отверстий 4 и 5, две 10 и 11 - в местах контакта с поверхностью опорной втулки 2, двумя парами горизонтальных, расположенных между контактирующими поверхностями опорных колец с кронштейном и втулкой, диаметрально противоположных поверхностей 13, 14, 15 и 16 с тензорезисторами Т3, Т4, Т5 и Т6, выводы которых через кабель соединительных проводов 17 подключены на входе тензоусилителя 18 в схемы измерения момента или силы (фиг.3, 4), переходную втулку 19, контактирующую с опорной поверхностью 9 и поверхностью отверстия 4, гайку 20 и контргайку 21 для фиксирования зазора 22 между плоскими поверхностями датчика 6 и кронштейна 3, фиксирующий винт 23. Регистрация измерений моментов и осевой силы производится при помощи компьютера 24.The measuring system of moment and force contains a shock absorber 1 with a supporting sleeve 2 and with two strain gauges T1 and T2 connected to a half-bridge measuring circuit, a bracket for the rear suspension arm 3 with holes 4, 5, made at least the maximum tolerance for their diameter, the value of which larger than the inner diameter of the shock absorber support sleeve, sensor 6 having the form of a bolt with axial 7 and 8 angular holes, made on it: four supporting cylindrical annular surfaces 9, 10, 11 and 12, two of them, 9 and 12, are located in the contact zones of holes 4 and 5, two 10 and 11 - in contact with the surface of the support sleeve 2, two pairs of horizontal, located between the contact surfaces of the support rings with an arm and a sleeve, diametrically opposite surfaces 13, 14, 15 and 16 with strain gauges T3, T4, T5 and T6, the conclusions of which are connected through the cable of the connecting wires 17 at the input of the strain gauge 18 to the torque or force measuring circuits (Figs. 3, 4), the adapter sleeve 19 in contact with the supporting surface 9 and the surface of the hole 4, nut 20 and locknut 2 1 to fix the gap 22 between the flat surfaces of the sensor 6 and the bracket 3, a fixing screw 23. Registration of measurements of moments and axial force is carried out using a computer 24.

Перед проведением испытаний в дорожных условиях производится тарировка по нагрузкам моментом в противоположных направлениях по оси У, +У, -У и нагрузка силой по оси Z.Before testing in road conditions, the loads are calibrated against the moment loads in opposite directions along the Y, + Y, -U axis and the force load is along the Z axis.

К измерительным каналам как при измерении моментов, так и при измерении осевых сил параллельно подключен согласующий To the measuring channels when measuring moments, and when measuring axial forces, a matching

измерительный канал с тензорезисторами Т1 и Т2 и предварительно препарированный по механическому напряжению.measuring channel with strain gauges T1 and T2 and pre-prepared according to mechanical stress.

Схемы формы деформации осевой линии датчика при приложении момента в направлении оси +У, -У и при приложении осевой силы по оси Z приведены соответственно на фиг.6, 7 и 8.Diagrams of the form of deformation of the axial line of the sensor when a moment is applied in the direction of the + Y, -Y axis and when an axial force is applied along the Z axis are shown in FIGS. 6, 7 and 8, respectively.

Проведенные испытания подтвердили высокую надежность и работоспособность измерительной системы.The tests confirmed the high reliability and performance of the measuring system.

Claims

1. A measuring system comprising a sensor with a cable for connecting wires, made in the form of a bolt with axial and angular holes, a fixing screw, measuring circuits, a strain gauge and a recording device, characterized in that the sensor contains an adapter sleeve, four supporting annular surfaces, two of them located in contact with the surface of the shock absorber support sleeve with two strain gauges on its body connected to a half-bridge measuring circuit, and two supporting surfaces in contact areas with the surface tyami holes rear suspension arm bracket with diameters larger than the inner diameter of the bearing sleeve, the two pairs of horizontal disposed between the contacting surfaces with the bracket and the sleeve, diametrically opposed gages to surfaces whose outputs through connecting cable wires connected to the time measuring circuit or power.

2. The measuring system according to claim 1, characterized in that the gap between the flat surfaces of the sensor and the arm of the rear suspension arm, the magnitude of which is greater than the deformation of the elastic element of the sensor, is fixed with a nut and a lock nut.