Изобретение относитс к силоизмерительной технике. Известны. механо гропные сило.измерительные датчики, содержащие упруг систему и механотрюпные преобразователи f 1 J. Недостатком этих датчиков вл ет с то, что они представл ют собой однокомпонектные устройства и не позвол ют производить измерение вектора усили . Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству вл етс двухкомпонентный .силоизмерительный датчик,, содержащий двухкоординатный м.еханотрон, закрепленный в неподвижной колодке, и упругу систему, св занную с одной стороны с неподвижной колодкой,- а с другой стороны через подвижную колодку со . штырем механотрона. 2 . . Недостатком известного датчика вл етс невысока точность .из-за Нсшичи гистерезиса в упругой системе и неравномерности нагружнени сечений упругой системы датчика, а также невозможность использовани датчика в жидкой среде из-за незащищенности мембраны механотрона от во.здействи среды. Целью изобретени вл етс повышение точности измерени и улучшени эксплуатационных характеристик. Указ.анна цель достигаетс тем, что в датчике упруга система выпол нена в виде полого .усеченного параболоида вращени , расположенного соосно штырю механотрона и св занно го герметично с неподвижной колодкой -в своем большем сечении и с под вижной колодкой в своем меньшем сечении , при этом воображаема вершин параболоида совмещена с точкой приложени измер емого.усили .к штырю механотрона. На фиг. 1 показан датчик, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг, 3 сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - схема нагружени датчика. Датчик состоит из оболочки 1, подвижной колодки 2, жестко и герме тично соединенной с оболочкой 1 и штырем 3 двухкомпонентного механотрона . В своем другом (большем) сечении оболо.чка 1 жестко и герметично соединена с неподвижной колодкой .4, где, в свою очередь, аналогичным образом закреплен фланец 5, несущий в себе эластичную мембрану 6 и стекл нный корпус 7 механотрона.Дву компонентный механотрон включает в себ также четыре неподвижных катод 8,жестко св занных с корпусом 7 по средством слюд ных изол торов 9,и о щий подвижный анод 10 квадратного с „чени ,укрепленный на стержне 3,впаЯННОМ в мембрану б, вл ющуюс -частью вакуумированной полости механотрона.,. Подвижный анод 10 электрически соединен с выводим цокол посредством гибкой контактной пружинки 11, а остальные электроды соединены с вывода и .цокол посредством контактных проводников 12с Каждый из катодов механотрона расположен вдоль одной из плоскостей анода. Перемещение анэда, вызванное перемещением штыр механр трона , приводит к изменению межэлектродны х рассто ний в приборе и к соответствуюцему изменению токов катодов . При этом механотрон имеет две оси наибольшей чувствительности по току к перемещению - оси ЛЯЦ. и NN {фиг. 3), В то же врем оси ММ и ЫЫ вл ютс ос ми пр моугольных координат, .по которым происходит разложение на компоненты измер емо- . го -вектора усили Датчик работает следующим образом . Измер емое усилие воздействует на штырь 3 механотрона, передающего через подвижную колодку 2 усилие на оболочку 1, котора , упруго деформиру сь , вызывает перемещение штыр 3 и св занного с ним анода 10 относительно катодов 8, что и обусловливает возкикковение электрического сигнала на выходе измерительной системы. . Дл TorOf чтобы снизить механический гистерезис, геометрическа форма оболочки 1 прин та в виде тела равного сопротивлени изгибу. На схеме нагружени оболочки (фиг.4) заданы ее длина б, диаметр D защелки и толщина материала cf. Требуетс найти текущий диаметр Dj из услови ранного сопротивлени изгибу силой F.I . Пренебрега жесткостью мембраны б; рассмотрим заданную оболочку как. балку а, консольно нагруженную силой F. Дл балок равного сопротивлени изгибу справедливо общеизвестное соотношение .. и - .х const, (-() , W где 6 - напр жение в материгше балки, обусловленное ее изгибом; М . текущий и максимальный изгибающие моменты, соответственно; Ujj,W - текущий и максимальный сопротивлени изгибу балки, соответственно. Эпюра изгибгиощих моментов (фиг в) показывает, что М-.г. М F X где X - текуща координата. С другой стороны, дл поперечного сечени в виде тонкостенного кругового кольца -Il mcfx 4 Подставл вышеприведенные эна ни Mjf, М„, W,V в формулу ( 1), получаем р ЛВ « Выражение (2) после сокращени обеих частей полученного соотноше ни на 4P/J7 :r приводит к зависимост , l-°i- .. Уравнение (3) представл ет соб искомое уравнение образующей сред ной поверхности оболочки 1. Эта образующа - парабола, а поверхность, образуема ею - параболоид. Существенным вл етс здесь то обсто тельство, что нагружение оболочки должно производитьс так, чтобы лини действи измер емого усили проходила касательно к вершине параболоида. Использование.предлагаемой конструкции позвол ет помимо повышени линейности преобразовани , снижени гистерезиса выходной характеристики и уменьшени .расхода материала повысить чувствительность датчика к силам по сравнению, например, с цилиндрической оболочкой с тем же диаметром заделки. Учитыва тот факт, что в данной конструкции датчика параболоидна оболочка усечена, точка.С приложени усили Р к штырю мехаиотрона совмещена не с реальной, а с вообт ражаемой вершиной указанного параболоида - срединной поверхностью оболочки.This invention relates to load measuring technique. Known. Mechano-gropic force-measuring sensors containing an elastic system and mechano-bryonic converters f 1 J. The disadvantage of these sensors is that they are single-component devices and do not allow the measurement of the force vector. The closest technical solution to the proposed device is a two-component force-measuring sensor, containing a two-coordinate machine, fixed in a fixed shoe, and an elastic system, connected on one side with the fixed shoe, and on the other side via the movable shoe, co. pin mechatronic. 2 . A disadvantage of the known sensor is the low accuracy due to the hysteresis in the elastic system and the uneven loading of the elastic system of the sensor, as well as the inability to use the sensor in a liquid medium due to the exposure of the mechanotron membrane to the environment. The aim of the invention is to improve measurement accuracy and improve performance. This goal is achieved by the fact that in the elastic sensor the system is made in the form of a hollow-cut paraboloid of rotation located coaxially with the mechanotron pin and connected tightly to the fixed shoe in its larger section and under the sliding shoe in its smaller section, with this imaginary vertices of the paraboloid is aligned with the point of application of the measurable force, to the pin of the mehanotron. FIG. 1 shows the sensor, a general view; in fig. 2 is a section A-A in FIG. one; FIG. 3, section BB, FIG. one; in fig. 4 is a sensor loading circuit. The sensor consists of a shell 1, a movable shoe 2, rigidly and hermetically connected to the shell 1 and pin 3 of a two-component mechatronic. In its other (larger) cross-section, obol.chka 1 is rigidly and hermetically connected to a fixed shoe .4, where, in turn, the flange 5 is fixed in the same way, carrying an elastic membrane 6 and a glass case 7 of the mechanotron. The two-component mechatronic includes also four fixed cathodes 8, rigidly connected to the housing 7 by means of mica insulators 9, and a common movable anode 10 square with, mounted on the rod 3, which is inserted into the membrane b, which is a part of the vacuumized mechatronic cavity .,. The movable anode 10 is electrically connected to the output base by means of a flexible contact spring 11, and the remaining electrodes are connected to the output and base by means of contact conductors 12c. Each of the cathodes of the mechanotron is located along one of the anode planes. The movement of the wire caused by the movement of the pin of the throne mechanism leads to a change in the interelectrode spacings in the device and to a corresponding change in the currents of the cathodes. At the same time, the mechanotron has two axes of the greatest sensitivity to current to displacement — the LNC axis. and NN {fig. 3) At the same time, the axes MM and LY are the axes of the rectangular coordinates, along which decomposition into components of the measurement is effected. go-vector force Sensor works as follows. The measured force acts on the pin 3 of the mechanotron, transmitting through the movable block 2 a force on the shell 1, which, elastically deforming, causes the pin 3 and the anode 10 connected with it to move relative to the cathodes 8, which causes the electric signal to be rectified at the output of the measuring system . . For TorOf, in order to reduce the mechanical hysteresis, the geometric shape of shell 1 is taken in the form of a body of equal resistance to bending. On the loading diagram of the shell (Fig. 4), its length b, diameter D of the latch and material thickness cf are set. It is required to find the current diameter Dj from the condition of flexural strength by the force F.I. Negrembral membrane stiffness b; consider the given shell as. beam a, cantilevered loaded by force F. For beams of equal resistance to bending, the well-known relationship is true .. and --.х const, (- (), W where 6 is the stress in the material below the bend; its current and maximum bending moments Ujj, W is the current and maximum bending resistance of the beam, respectively. The diagram of bending moments (FIG. c) shows that M is G. M and M FX where X is the current coordinate. On the other hand, for a thin walled circular cross section rings - Il mcfx 4 Substituting the above eni nor Mjf, M „ , W, V in the formula (1), we obtain the p RV "Expression (2) after the reduction of both parts of the obtained ratio by 4P / J7: r leads to the dependency, l - ° i -. Equation (3) represents the required the equation forming the middle surface of shell 1. This forming is a parabola and the surface formed by it is a paraboloid. Here it is essential that the shell must be loaded so that the line of action of the measured force passes relative to the top of the paraboloid. The use of the proposed design allows, in addition to increasing the linearity of the transformation, reducing the hysteresis of the output characteristic and reducing the material consumption, to increase the sensitivity of the sensor to forces compared to, for example, a cylindrical shell with the same embedment diameter. Taking into account the fact that, in this sensor design, the paraboloid shell is truncated, point. With the application of force P to the pin of the mechaotron, it is not combined with the real one, but with the visible top of the said paraboloid - the middle surface of the shell.
г -fg-f