SU1198398A1

SU1198398A1 - Strain-gauge force transducer

Info

Publication number: SU1198398A1
Application number: SU843755380A
Authority: SU
Inventors: Александр Александрович Цывин; Александр Иосифович Хряковский; Юрий Михайлович Базжин; Александр Михайлович Кучеренко; Александр Иванович Алексеев
Original assignee: Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Испытательных Машин,Приборов И Средств Измерения Масс
Priority date: 1984-05-24
Filing date: 1984-05-24
Publication date: 1985-12-15

Abstract

ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЙ ДАТЧИК СИЛЫ, содержащий упругий элемент в форме балочного параллелограмма с жесткими опорами и соединенные по мостовой схеме и выполненные из одного материала первый, второй, третий, четвертый тензорезисторы с выводными проводниками в ввде шин, размещенными параллельно продольной оси упругого элемента, регулировочные резисторы нул и чувствительности , зашунтированные шинами, причем тензорезисторы с четными номерами расположены с одного конца упругого элемента, с нечетными номерами - с другого, а середины пар, образованных четными и нечетными тензорезисторами , совмещены по лини м, перпендикул рным продольной оси элемента, отличающийс тем, что, с целью повьшени точности измерени за счет уменьшени температурных дрейфов нул и чувствительности, регулировочные резисторы выполнены в виде одинаковых секций, соединенных между собой П-Ьбразной токопровод щей перемычкой и размещенных по разные стороны второго тензорезистора , при этом выводные проводники четных тензорезисторов соединены сл с выводными проводниками нечетных тензорезисторов шинами, расположенными симметрично продольной оси элемента , причем регулировочные резисторы нул размещены на поверхности элемента симметрично между лини ми, проход щими через середины пар тензорезисторов , и включены в выводные шины одной из вершин мостовой схемы, 00 а регулировочные резисторы чувствисо оо тельности размещены на поверхности опоры и включены в выводные шины одной из диагоналей мостовой схемы. SENSOR POWER SENSOR containing an elastic element in the form of a girder parallelogram with rigid supports and connected by a bridge circuit and made from the same material first, second, third, fourth strain gauges with lead wires in the tires, parallel to the longitudinal axis of the elastic element, adjusting resistors zero and sensitivity, tire-bridged, with even-numbered strain gauges located at one end of the elastic element, with odd numbers at the other, and the middle of the pairs, Based on even and odd resistance strain gages, they are combined in lines perpendicular to the longitudinal axis of the element, characterized in that, in order to improve measurement accuracy by reducing the temperature drifts of zero and sensitivity, the adjustment resistors are made in the form of identical sections interconnected P-b. conductive jumper and placed on opposite sides of the second strain gauge, with the output conductors of even strain gauges connected to the output leads of odd strain gauge tori tires located symmetrically to the longitudinal axis of the element, with adjusting resistors zero placed on the surface of the element symmetrically between the lines passing through the middle of pairs of strain gauges, and included in the output tires of one of the vertices of the bridge circuit, 00 and adjusting resistors of sensitivity are placed on the surface supports and included in the output tires of one of the diagonals of the bridge circuit.

Description

I I

Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам дл измерени усилий.The invention relates to instrumentation engineering, in particular, to devices for measuring forces.

Целью изобретени вл етс повьппеНЛ .&. точности измерени за счет уменьшени температурных дрейфов нул и чувствительности.The aim of the invention is popp. &Amp;. measurement accuracy by reducing temperature zero drifts and sensitivity.

На чертеже показана конструкци тензорезисторно р; датчика силы,общий вид. The drawing shows the design of the strain gauge p; force sensor, general view.

Тензорезиеторный датчик силы содержит упругийэлемент 1 в форме балочного параллелограмма с жесткими опорами 2 и соединенные по мостовой схеме и выполненные из одного материала первый Р , второй R, третий Rj , четвертый R тензорезисторы с выводными проводниками в виде шин 3-Ь, размещенных параллельно и симметрично продольной оси 0-0 упругого элемента 1, регулировочные резисторы 7-10 нул и чувствительности, вьтолненные в виде наборов одинаковы меандров, зашунтированных шинами, например резисторы 7 и 8 - шиной А, а резисторы 9 и 10 - шинами 3 и 5. Тензорезисторы R-, , Rj размещены с одного конца элемента 1, тензорезисторы Rj, R - с другого конца элемента 1, а середины пар, образованных четными Rj, R и нечетными R, Rj тензорезисторами, совмещены по лини м, перпендикул рным оси 0-0 элемента 1, причем тензорезистор R4 выполнен в виде двух одинаковых секций .li, соединенных между собой П-образной токопровод щей перемычкой 11 и размещенных по разные стороны тензорезистора Rj. Регулировочные резисторы 7 и 8, предназначенные дл балансировки нул мостовой схемы размещены на поверхности элемента 1 симметрично относительно линий, проход щих через середины пар тензорезисторов R , Rj и R, R и включены в выводные шины одной из вершин мостовой схемы, например в шину А, между тензорезисторами R и Rj.A strain gauge force sensor contains an elastic element 1 in the form of a girder parallelogram with rigid supports 2 and the first P, second R, third Rj, fourth R strain gauges with output conductors in the form of tires 3-b arranged parallel and symmetrically and made of the same material the longitudinal axis 0-0 of the elastic element 1, the adjusting resistors 7-10 zero and sensitivity, made in the form of sets of identical meanders, shunted by tires, for example, resistors 7 and 8 - by bus A, and resistors 9 and 10 - by tires 3 and 5. Tenz resistors R-,, Rj are located at one end of element 1, the strain gauges Rj, R are located at the other end of element 1, and the midpoints of the pairs formed by even Rj, R and odd R, Rj strain gauges are aligned perpendicular to the 0-axis 0 of element 1, and the strain gauge R4 is made in the form of two identical sections .li interconnected by a U-shaped current-conducting jumper 11 and placed on opposite sides of the strain gauge Rj. Adjustment resistors 7 and 8 for balancing the zero of the bridge circuit are placed on the surface of the element 1 symmetrically with respect to the lines passing through the middle of the pairs of strain gauges R, Rj and R, R and included in the output tires of one of the vertices of the bridge circuit, for example, bus A, between strain gages R and Rj.

Регулировочные резисторы 9 и 10. предназначенные дл нормировки чувствительности мостовой cxeNbi датчика, размещены по поверхности одной из жестких опор 2 и включены в вьшодные шины одной из диагоналей мостовой схемы, например в шины 3 и 5.Adjusting resistors 9 and 10. designed to normalize the sensitivity of the cxeNbi bridge sensor, are placed on the surface of one of the rigid supports 2 and are included in the output tires of one of the diagonals of the bridge circuit, for example, tires 3 and 5.

982982

В качестве материала тензорезисторов R:, - R4 шин 3-6 и резисторов 8-10 может быть использован, например , константан. As the material of the strain gauges R :, R4 bus 3-6 and resistors 8-10 can be used, for example, constantan.

Дл балансировки нул и нормировки чувствительности датчика одну из диагоналей его мостовой схемы подключают к источнику питани , а другую - к регистратору электрическогоTo balance the zero and normalize the sensitivity of the sensor, one of the diagonals of its bridge circuit is connected to a power source, and the other to an electrical recorder.

сигнала (на чертеже источник и регистратор не показаны). Балансировку нул производ т при отсутствии на датчике измерительного усили F путем последовательного перерезани участков шины 4, шунтирующих меандры резисторов 7 и 8, тем самым обеспечива требуемые номиналы их сопротивлений , необходимые дл балансаsignal (in the drawing, the source and recorder are not shown). Zero balancing is performed when there is no measuring force F on the sensor by successively cutting sections of tire 4 shunting the meanders of resistors 7 and 8, thereby ensuring the required nominal values of their resistances needed for balance

мостовой схемы. Свидетельством баланса мостовой схемы вл етс отсутствие электрического сигнала на выходной диагонали мостовой схемы, к которой подключен регистратор. Нормировку чувствительности производ т при действии на датчик измер емого усили F определенной величины пу ,тем последовательного и симметричес кого перерезани участков шин 3 и 5, bridge circuit. Evidence of the balance of the bridge circuit is the absence of an electrical signal on the output diagonal of the bridge circuit to which the recorder is connected. The sensitivity is normalized by acting on the sensor of the measured force F of a certain value of PU, the sequential and symmetrical cutting of the sections of tires 3 and 5,

шунтирующих меандры резисторов 9 и 10, тем самым обеспечива равные номиналы их сопротивлений, требуемые дл заданной чувствительности датчика.shunting meanders of resistors 9 and 10, thereby ensuring equal ratings of their resistances required for a given sensor sensitivity.

Перед эксплуатацией датчика его закрепл ют одной из опор 2 к месту базировани , а на другую опору воздействуют усилием F . При отсутствииBefore using the sensor, it is fixed to one of the supports 2 to the place of its base, and the other support is applied by a force F. Without

.усили F на выхрдной диагонали мостовой схемы датчика электрический сигнал равен нулю. При воздействии измер емого усили F упругий элемейт 1 совместно с закрепленными на нем.forced F on the diagonal of the bridge circuit of the sensor electrical signal is zero. When exposed to the measured force F, the elastic element 1 together with the elements fixed on it

тензорезисторами R - деформируетс , что обуславливает изменение сопротивлений тензорезисторов R,-R, а следовательно, разбаланс мостовой схемы. В результате разбаланса мостовой схемы на выходной диагонали формируетс электрический сигнал, пр мопропорциональный действук цему на датчик усилию F . По величине выходного электрического сигнала суд т о величине измер емого усиЛИЯ F .strain gauges R - is deformed, which causes a change in resistance of the strain gauges R, -R, and hence the imbalance of the bridge circuit. As a result of the imbalance of the bridge circuit, an electrical signal is formed on the output diagonal, proportional to the force applied to the sensor by force F. The magnitude of the output electrical signal determines the magnitude of the measured force F.

вat

/;/;

Claims

TENSOR RESISTANCE POWER SENSOR containing an elastic element in the form of a beam parallelogram with rigid supports and connected according to the bridge circuit and made of one material, the first, second, third, fourth strain gages with lead conductors in the form of tires placed parallel to the longitudinal axis of the elastic element, zero adjustment resistors and sensitivity, shunted with tires, and strain gauges with even numbers are located on one end of the elastic element, with odd numbers on the other, and the middle of pairs, images even and odd strain gages are aligned along lines perpendicular to the longitudinal axis of the element, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy by reducing the temperature drift of zero and sensitivity, the regulation resistors are made in the form of identical sections interconnected by a U-shaped conductive jumper and placed on opposite sides of the second strain gage ' _Λ resistor, while the lead wires of 5 even strain gages are connected to the lead wires of the odd strain gages by buses, located symmetrically to the longitudinal axis of the element, and the zero adjustment resistors are placed symmetrically on the surface of the element between the lines passing through the midpoints of the pairs of strain gauges, and are included in the output buses of one of the vertices of the bridge circuit, and the sensitivity adjustment resistors are located on the surface of the support and are included in the output buses of one of diagonals of the bridge circuit.

SU „1198398 f