SU1015318A1

SU1015318A1 - Multi-component dynamometer

Info

Publication number: SU1015318A1
Application number: SU813293859A
Authority: SU
Inventors: Тамара Николаевна Домбровская; Вячеслав Иванович Лагутин
Original assignee: Предприятие П/Я М-5539
Priority date: 1981-05-20
Filing date: 1981-05-20
Publication date: 1983-04-30

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано при измерении сил и моментов, действующих на модель в аэродинамических трубах.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the forces and moments acting on a model in wind tunnels.

Известен многокомпонентный динамометр , содержащий жесткое кольцо и центральный стержень, св занные упругими пластинами, крестообразно расположенными в поперечной плоскости, корпус и продольные упругие элементы соедин ющие корпус с центральным стержнем, а также тензопреобразователи , размещенные на упругих элементах и пластинах { 1 3 A multicomponent dynamometer containing a rigid ring and a central rod, connected by elastic plates arranged crosswise in the transverse plane, a body and longitudinal elastic elements connecting the body to the central rod, and strain gauges placed on elastic elements and plates {1 3

Недостатком известного динамометра вл етс невысока точность вследствие существенного взаимного вли ни измер емых усилий.The disadvantage of the known dynamometer is the low accuracy due to the significant mutual influence of the measured forces.

Наиболее близкий к предлагаемому по технической сущности многокомпонентный динамометр содержит центральный стержень и взаимно перпендикул рные продольные упругие элементы, закрепленные на корпусе через промежуточное жесткое кольцо, размещенное посередине этих элементов, которые соединены с центральным стержнем через упругие шарниры, крестообразно расположенные в двух поперечных сечени х, а также размещенные на упругих элементах и шарнирах тензопреобразователи 2 .The multicomponent dynamometer closest to that proposed by the technical essence contains a central rod and mutually perpendicular longitudinal elastic elements fixed on the body through an intermediate rigid ring placed in the middle of these elements, which are connected to the central rod through elastic hinges located crosswise in two cross sections. and strain gauges 2 placed on elastic elements and hinges.

Однако в этой конструкции недостаточна жесткость в поперечных направлени х вл етс причиной вли ни продольных изгибающих моментов на показани канала продольной силы. По этой же причине динамометр обладает невысокой собственной частотой, что не позвол ет примен ть его дл измерени кратковременных нагрузок.However, in this construction, insufficient rigidity in the transverse directions is the cause of the influence of the longitudinal bending moments on the indications of the channel of the longitudinal force. For the same reason, the dynamometer has a low natural frequency, which makes it impossible to use it for measuring short-term loads.

Цель изобретени - повышение точности измерени продольной силы, а также обеспечение измерений кратко- . временных нагрузок.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurement of the longitudinal force, as well as providing measurements short. temporary loads.

Поставленна цель достигаетс .тем, что в многокомпонентный динамометр, содержащий центральный стержень и закрепленные на корпусе продольные упругие элементы, соединенные своими консол ми с центральным стержнем через упругие шарниры, крестообразно расположенные в поперечной плоскости а также размещенные на упругих элементах и шарнирах тензорезисторы, введены упругие пластины с тензорезисторами , дополнительно св зывающие центральный стержень с консол ми проОЛЬНЫХ упругих элементов и располоенные в поперечной плоскости, смещенной относительно плоскости упругих арниров.The goal is achieved. We find that a multicomponent dynamometer containing a central rod and longitudinal elastic elements fixed on the body, connected to the consoles with the central rod through elastic hinges crosswise arranged in the transverse plane as well as strain gages located on the elastic elements and hinges, is inserted plates with strain gauges, which additionally bind the central core with conol of pro-elastic elastic elements and located in the transverse plane, are displaced th respect to the plane of the elastic arnirov.

На фиг.1 показан многокомпонентный инамометр, продольный разрез; на иг,2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З вид по стрелке Б на фиг.1.Figure 1 shows a multicomponent inamometer, longitudinal section; on ig, 2 - section aa in figure 1; on fig.Z view along arrow B in figure 1.

Динамометр содержит центральный стержень 1, к которому прикладываетс змер ема нагрузка, корпус 2 и установленные на .нем продольные упругие элементы 3, выполненные в виде двух групп продольных плоских балок, плоскости которых ориентированы перпеникул рно друг другу. Обе группы баок соединены жестким кольцом k, одна группа имеет консольные балки с жесткими концами консолей 5, которые через упругие петлеобразные шарниры 6 соединены с центральным стержнем 1. Указанные упругие шарниры 6 крестообразно расположены вокруг центрального стержн 1, а их места креплени к стержню 1 и консол м 5 продольных упругих элементов лежат в одной поперечной- плоскости. Консоли 5 продоль ных элементов и центральный стержень 1 дополнительно св заны упругими пластинами 7, крестообразно располо- женными относительно центрального стержн и лежащими в поперечной плоскости , смещенной относительно, плоскости мест креплени упругих шapнJ/lpoв 6. На продольных упругих элементах 3, упругих шарнирах 6 и упругих пластинах 7 размещены тензорезисторы 8, включенные в плечи измерительных мостов.The dynamometer contains a central rod 1, to which a resistive load is applied, the body 2 and the longitudinal elastic elements 3 installed on them, made in the form of two groups of longitudinal flat beams, the planes of which are oriented perpendicular to each other. Both groups of tanks are connected by a rigid ring k, one group has cantilever beams with rigid ends of the consoles 5, which through elastic loop-like hinges 6 are connected to the central rod 1. The specified elastic hinges 6 are located crosswise around the central rod 1, and their attachment points to the rod 1 and The console m 5 longitudinal elastic elements lie in the same transverse plane. The consoles 5 of the longitudinal elements and the central rod 1 are additionally connected by elastic plates 7, crosswise located relative to the central rod and lying in the transverse plane displaced relative to the plane of the attachment points of the elastic springs J / lpv 6. On the longitudinal elastic elements 3, elastic hinges 6 and elastic plates 7 are placed strain gauges 8, included in the shoulders of the measuring bridges.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При приложении к центральному стержню 1 нагрузки продольна сила воспринимаетс упругими пластинами 7 и шарнирами 6. При этом тензорезисторы 8, размещённые на пластинах 7, включены в плечи измерительных мостов так, что измерительные мосты не реагируют.на деформацию пластин под действием продольной силы. Тензорезисторы, размещенные на упругих шарнирах, включены в плечи -измерительных мостов так, что измерительный мост реагирует только на продольную- силу, преобразу ее в пропорциональный величине силы электрический сигнал. Продольные моменты воспринимаютс также пластинами 7 и шарнирами 6. Однако в силу указанных особенностей соединени тензорезисторов эти моменты измер ют только схемы. 310 собранные из тензорезисторов, размещенных на пластинах 7. При этом измерительна схема, собранна из тензорезисторов на вертикальных пластинах, выдает сигнал, пропорциональный моменту , действующему в плоскости чертежа , а на горизонтальных пластинах сигнал , пропорциональный моменту, действующему в плоскости, перпендикул рной плоскости чертежа и проход щей через продольную ось динамометра. В силу повышенной жесткости к продоль ной силе и к продольным моментам продольных упругих элементов 3 тензоререзисторы , размещенные на элементах 3 эти нагрузки практически не воспринимают . Поперечные нагрузки воспринимаютс соответствующими продольными элементами 3« При этом передн группа бапок вл етс нежесткой по отношению 184 поперечной силе, перпендикул рной к плоскости чертежа, и используетс дл измерени этой силы. Соответственно задн группа балок используетс дл измерени поперечной силы, лежащей в плоскости чертежа. Тензорезисторы 8, размещенные на продольных элементах 3 включаютс в плечи измерительных мостов, например, следующим образом: верхний правый и нижний левый - в одно плечо, а верхний левый и нижний правый - в другое. Дл повышени чувствительности к измер емым поперечным силам и снижени вли ни неизмер емых нагрузок продольные элементы 8 в месте расположени тензорезисторов выполнены с подрезами. Конструктивные особенности динамометра обеспечивают повышение точности измерени и жесткости.When a load is applied to the central rod 1, the longitudinal force is perceived by the elastic plates 7 and the hinges 6. In this case, the strain gauges 8 placed on the plates 7 are included in the arms of the measuring bridges so that the measuring bridges do not react to the deformation of the plates under the action of the longitudinal force. Strain gages placed on elastic hinges are included in the shoulders of measuring bridges so that the measuring bridge responds only to the longitudinal force, transforming it into an electrical signal proportional to the magnitude of the force. The longitudinal moments are also perceived by the plates 7 and the hinges 6. However, due to the indicated features of the connection of the strain gages, these diagrams only measure the diagrams. 310 assembled from strain gauges placed on plates 7. In this case, a measuring circuit assembled from strain gauges on vertical plates generates a signal proportional to the moment acting in the plane of the drawing, and on horizontal plates a signal proportional to the moment acting in the plane perpendicular to the plane of the drawing and passing through the longitudinal axis of the dynamometer. Due to the increased rigidity to the longitudinal force and to the longitudinal moments of the longitudinal elastic elements 3, strain gauges placed on the elements 3 are practically not perceived. The transverse loads are perceived by the respective longitudinal elements 3 ". In this case, the front group of the caps is non-rigid with respect to the 184 transverse force perpendicular to the plane of the drawing, and is used to measure this force. Accordingly, the rear beam group is used to measure the lateral force lying in the plane of the drawing. Strain gages 8 placed on the longitudinal elements 3 are included in the shoulders of the measuring bridges, for example, as follows: the upper right and lower left in one shoulder and the upper left and lower right in the other. In order to increase the sensitivity to measured transverse forces and reduce the effect of unmeasured loads, the longitudinal elements 8 at the location of the strain gages are made with undercuts. The design features of the dynamometer provide improved measurement accuracy and rigidity.

(ри.г ВнЭб ( риг.д(p.d vEb (rig.d

Claims

MULTI-COMPONENT DYNAMOMETER, comprising a central rod and longitudinal elastic elements fixed to the body, connected by their consoles to the central rod through elastic hinges, crosswise located in the transverse plane, as well as tensile strain gauges placed ffa by elastic elements and hinges, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy longitudinal force, as well as providing measurement of short-term loads, elastic plates with strain gauges are introduced into it, additionally connecting the central with a rod with consoles of longitudinal elastic elements and located in a transverse plane offset from the plane of the elastic joints.