SU1027546A1

SU1027546A1 - Force pickup resistance strain gauge type

Info

Publication number: SU1027546A1
Application number: SU823395444A
Authority: SU
Inventors: Евгений Григорьевич Галзман; Владимир Федорович Семенюк; Александр Иванович Клименко
Original assignee: Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт
Priority date: 1982-02-11
Filing date: 1982-02-11
Publication date: 1983-07-07

Description

2. Датчик- по п. 1, отличающий с тем, что он снабжен упорной.крьшжой, размещенной в кор пусе с возможностью осевого перемещени и фиксации и. выполненной в виде стакана с цилиндрическим выступом и центральным отверстием,в котором расположен силоввод щий элемент.2. The sensor is in accordance with claim 1, characterized in that it is provided with an anvil. made in the form of a glass with a cylindrical protrusion and a central hole in which the force-guiding member is located.

Изобретение относитс к измерите ной технике и может быть использова но дл измерени знакопеременных усилий. Известны тензорезисторные датчики дл измерени знакопеременных Vcилий, содержащие тензорезисторь, наклеенные на упругий элемент, корпус , мембрану, силоввод щие элементы , соединенные как одно целое с упругим элементом 1 J. Однако эти датчики недостаточно чувствительны. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс датчик, содержащий упругий элемент в форме кольцевой пластины с концентрическим ребром, на выступающих поверхност х которого намотаны по винтовой линии проволочные тензорезцртОры , и имеющий на внешнем контуре кольцевой борт, плоскость которого совпадает с нейтральной плоскостью элемента С. ; Однако известный датчик не позво л ет измер ть знакопеременные нагрузки . I .- Цель изобретени - измерение зна копеременных усилий и повышение чувствительности датчика. Указанна цель достигаетс тем, что известный тензорезисторный датчик усилий, содержащий цилиндрический корпус с внутренним опорным выступом, упругий элемент в форме кольцевой пластины с двухсторонним концентрическим ребром, на котором намотаны проволочные тензорезисторы , силоввод щий элемент, цилиндрическа оболочка которого выполнена как одно целое с упругим элементом , предохранительный упор, размещенный на дне корпуса, и мембрану, снабжен сопр женной с корпусом опорной крышкой- с размещенным на ней соосно с корпусом вторьом предохранительным упором, оснащенным внешним концентрическим опорным выступом, при этом упругий ёЛемент закреплен по внешнему и внутреннему кра м соответственно между противоположно направленными выступами корпуса и второго упора, причем упругий элемент снабжен по внешнему и внутреннему кра м двум протйвоположно ориентированными бортами опорные плоскости которых совпада- , ют с нейтральной плоскостью упругого элемента и контактируют с выступами корпуса и второгоупора. Кроме того, датчик снабжен упорной крышкой, размещенной в корпусе с возможностью осевого перемещени и фиксации и выполненной в виде стакана с цилиндрическим выступом и центральным отверстием, в котором расположен силоввод щий элемент . На чертеже изображен предлагаемый датчик, разрезанный осевой плоскостью , общий вид. Датчик содержит силовоспринимающие корпус 1 с концентрическим выступсм 2, опорна часть которого имеет трехгранное поперечное сечение , и опорную крышку 3 с размещенным на ней соосно с корпусом 1 предохранительным упорсм 4, имеющим внешний концентрический выступ 5 i с опорной частью, подобный выступу 2,но противоположно ему ориентированной . Упор 4 имеет форму ступенчатого цилиндрического -стакана и выполн етс как одно целое с крышкой 3,котора размещаетс в корпусе 1 по посадке скольжени и закрепл етс в нужном положении. Упругий элемент б имеет форму круглой кольцевой пластины с концентрическим реб ром 7, на выступающих поверхност х которого намотаны по винтовой линии пр(5врлочные тензорезисторы 8 ( с минимальным нат гом ) к 9 (с максимальным нат гом )f образующие активные плечи электрического моста. По внешнему и внутреннему крайм упругий элемент 6 опираетс на выступы 2 и 5 своими бортами 10 И 11, опорные плоскости которых совпадают с нейтральной (срединной) плоскостью элемента б и противоположно ориентированы одна к другой и соответствующим выступам. Фиксаци элемента производитс соответствуюiilHM перемещением крышки 3 с упором 4. Силоввод щий элемент 12, именадий форму сплошного ступенчатого ци линдра с тонкостенной оболочкой 13 на конце, монолитно соединен оболочкой 13 с упругим элементом б в окрестности среднего диаметра элемен7 та б. При этом ребро 7 расположеноThe invention relates to a measuring technique and can be used to measure alternating forces. Strain gauges are known for measuring alternating V-cels containing a strain gauge glued to an elastic element, a housing, a membrane, power supply elements connected integrally with an elastic element 1 J. However, these sensors are not sensitive enough. The closest in technical essence to the present invention is a sensor containing an elastic element in the form of an annular plate with a concentric edge, on protruding surfaces of which wire gauges are wound along a helical line, and having an annular edge on the outer contour, the plane of which coincides with the neutral plane of element C ; However, a known sensor cannot measure alternating loads. I .- The purpose of the invention is to measure the sign of alternating forces and increase the sensitivity of the sensor. This goal is achieved by the fact that the known strain gauge force sensor, comprising a cylindrical body with an internal supporting protrusion, an elastic element in the form of an annular plate with a two-sided concentric edge, on which are wound tensor resistors, a force-guiding element, the cylindrical shell of which is made as one piece with an elastic element , a safety stop, placed on the bottom of the case, and the membrane, is provided with a support cover associated with the case — with the second pr a safety stop equipped with an outer concentric supporting protrusion, while the elastic element is fixed on the outer and inner edges, respectively, between oppositely directed projections of the body and the second stop, and the elastic element is provided on the outer and inner edges with two oppositely oriented sides of the supporting planes of which are identical, are placed with the neutral plane of the elastic element and are in contact with the protrusions of the body and the second seal. In addition, the sensor is provided with a stop cap placed in the housing with the possibility of axial movement and fixation and made in the form of a cup with a cylindrical protrusion and a central hole in which the force-guiding member is located. The drawing shows the proposed sensor, cut by the axial plane, a general view. The sensor contains a force-receiving housing 1 with a concentric projection 2, the supporting part of which has a trihedral cross-section, and a supporting cover 3 with safety rails 4 coaxially placed with the housing 1 having an external concentric ledge 5 i with the supporting part, similar to the ledge 2, but opposite him oriented. The stop 4 is in the form of a stepped cylindrical -glass and is made in one piece with the lid 3, which is placed in the housing 1 by sliding fit and fixed in the desired position. The elastic element b has the shape of a circular annular plate with a concentric edge 7, on protruding surfaces of which are wound along a helix pr (5 barreled strain gauges 8 (with minimum tension) to 9 (with maximum tension) f forming the active shoulders of the electric bridge. The outer and inner edges of the resilient element 6 are supported on the protrusions 2 and 5 with their sides 10 And 11, whose support planes coincide with the neutral (middle) plane of the element b and are oppositely oriented to each other and the corresponding protrusions. The element is produced by the appropriate movement of the lid 3 with the stop 4. The force element 12, the form of a solid stepped cylinder with a thin-walled shell 13 at the end, is integrally connected by the shell 13 with the elastic element b in the vicinity of the average diameter of the element B. At this edge 7 is located

с внешней стороны оболочки 13 на периферийной части элемента б. На свободном конце силоввод щего элемента 12 имеетс резьба и сферический торец дл присоединени - датчика к силопередающему устройству. Упорна крьлака 14 несет на себе цилиндрический выступ 15 по периметру ,отверсти в дне дл свободного вывода конца силоввод щего элемента 12 и крепитс в корпусе 1 с возможностью осевого перемещени резьбовое соединение дл установки необходимого зазора между торцами цилиндрического выступа 15 и ступени силоввод щего элемента 12. Мембрана 16, воспринимающа радиальные составл ющие внешнего усили , закреплена на выступающем конце элемента 12 и торце корпуса.1 Предохранение оболочки 13 и упругого элемента б от перегрузки осуществл тс путем ограничени осевых перемещений силоввод щего элемента 12 зазорами между торцами упоров 4 и 15 и, соответственно, торцом ступени и дном силоввод щего элемента 12, Кроме того на выступающей части боковой поверхности упора 4 намотаны компенсирующие тензорезисторы 17, концы которых черезfrom the outer side of the shell 13 on the peripheral part of the element b. At the free end of the force-guiding element 12 there is a thread and a spherical end for connecting the sensor to the power-transmitting device. The stop lip 14 carries a cylindrical protrusion 15 along the perimeter, holes in the bottom for a free output of the end of the power supply element 12 and fastens the threaded connection for axial displacement between the ends of the cylindrical protrusion 15 and the power supply element 12. The membrane 16, which receives the radial components of the external force, is fixed on the protruding end of the element 12 and the end of the body. The protection of the shell 13 and the elastic element b against overload is put m limited axial movements silovvod pad gap 12 between the ends of the stops 4 and 15 and, respectively, end and bottom stage silovvod conducting element 12, also on the projecting portion of the side abutment surface 4 wound compensating strain gauges 17, through which the ends

j отверсти в упоре 4 и элементе 6 введены в полость корпуса 1.j holes in the support 4 and the element 6 is introduced into the cavity of the housing 1.

Датчик работает следующим образом .The sensor works as follows.

Внешнее усилие, сжимающее оболочку 13 силоввод щего элемента 12,External force compressing the shell 13 of the force-guiding element 12,

передаетс через нее к упругому элементу б, опирающемус в этом случае своим бортом 11 на выступ 5 предохранительного упора 4.it is transmitted through it to the elastic element b, resting in this case with its board 11 on the protrusion 5 of the safety stop 4.

00

Упругий элемент 6 ассиметрично изгибаетс выпуклостью вверх, а его ребро 7 поворачиваетс . При этом деформаци раст жени от нат га в проволоке тензорезистора 8 увеличиваетс , а в тензорезисторе 9 The elastic element 6 is asymmetrically curved upwardly with the bulge, and its edge 7 is rotated. At the same time, the strain of tension from tension in the wire of the strain gauge 8 increases, and in the strain gauge 9

5 уменьшаетс . При изменении направлени внешнего усили на обратное упругий элемент б опираетс своим бортом 10 на выступ 2 корпуса 1, но направление его изгиба и поворо0 та ребра 7 «е измен етс , сохран характер деформировани тензорезисторов 8 и 9.5 decreases. When the external force is reversed, the resilient element b is supported by its side 10 on the projection 2 of the housing 1, but the direction of its bending and rotation of the rib 7 "e changes, preserving the nature of deformation of the strain gages 8 and 9.

Использование предлагаемого датчика в системах, предназначенных The use of the proposed sensor in systems designed

5 дл измерени знакопеременных усилий, позволит упростить конструкцию силой змерительных систем за счет изъ ти реверсивных устройств и повысить точность измерений..5 to measure alternating forces, will allow to simplify the design with the force of measuring systems due to the removal of reversing devices and to improve the measurement accuracy ..

Claims

1. TENSOR RESISTANCE POWER SENSOR, comprising a cylindrical body with an internal support protrusion, an elastic element in the form of an annular plate with a two-sided concentric rib, on which wire strain gauges are wound, a power-in element, a cylindrical and a membrane, which is due to the fact that sensitivity, which shell is made in one piece with the elastic element "safety stop, located on the bottom of the housing, l and h and y u. For the purpose of measuring and increasing the sensor, the sensor is equipped with a support cover conjugated with the housing with a second safety stop arranged coaxially with the housing and equipped with an external concentric support protrusion, while the elastic element is fixed along the outer and inner edges respectively between the opposite projections of the housing and the second stop, moreover, the elastic element is provided on the outer and inner edges with two oppositely oriented sides whose supporting planes coincide with the neutral plane elastic element and are in contact with the protrusions of the housing and the second stop.

ill. „, 1027546

2. Dat "" k by π. 1, characterized in that it is provided with a thrust cover that is placed in the housing with axial movement and fixation and is made in the form of a glass with a cylindrical protrusion and a central hole in which the power-introducing element is located.