SU1268974A1 - Силоизмерительное устройство - Google Patents

Abstract

.Изобретение относитс  к тензорезистивным устройствам дл  измерени  нормальных контактных напр жений и позвол ет повысить чувствительность устройства. Упругий элемент в виде стержн  3 свободным концом св зан с силоввод ш,им элементом - штоком 5 с хвостовиком 8, снабженным выступами 9. При воздействии измер емого усили  шток 5 по направл ющим элементам 7 перемешаетс  в осевом направлении, закручива  упругий элемент 3 путем взаимодействи  его наклонных пазов с выступами 9. Изменение сопротивлени  тензорезисторов 11, вызванное деформацией упругого элемента 3, фиксируетс  регистрирующим прибором 15. 3 ил. (Л Oi 00 со N

Description

Изобретение относится к силоизмерительной технике, в частности к тензорезистивным устройствам для измерения нормальных контактных напряжений и динамометрам сжатия.

Целью изобретения является повышение чувствительности.

На фиг.1 изображено силоизмерительное устройство; на фиг.2 — сечение А—А на фиг.1; на фиг.З — сечение Б—Б на фиг.1.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1, на одном конце которого жестко, например с помощью штифта 2, закреплен упругий элемент 3, выполненный в виде стержня. На свободном конце упругого элемента 3 имеется гнездо 4. С другой стороны корпуса 1 расположен передающий шток 5, который на наружной поверхности имеет направляющие пазы 6, например, треугольной формы, а корпус 1 — направляющие элементы 7, например установочные винты с коническим концом. Передающий шток 5 имеет хвостовик 8, снабженный выступами 9, образованными, например, выступающими частями цилиндрического штифта, запрессованного в хвостовик. В стенках 10 гнезда 4 упругого элемента 3 выполнены симметрично и в одном направлении, например по часовой стрелке (если смотреть со стороны свободного конца упругого элемента), наклонные пазы. На упругий элемент 3 наклеены гензорезисторы 11, например полупроводниковые кремниевые. Тензорезисторы 11 наклеены и соединены, например, в полумосговую схему для измерения деформаций кручения упругого элемента 3. Выводы 12 измерительного полумоста через отверстие 13 в корпусе 1 соединяются с измерительной аппаратурой 14, например с тензостанцией и регистрирующим прибором 15, например шлейфовым осциллографом.

Устройство работает следующим образом.

При воздействии на свободный конец передающего штока 5 измеряемого усилия Р (или распределенной нагрузки q.) шток по направляющим элементам 7 перемещается в осевом направлении в корпусе 1, при этом выступы 9 хвостовика 8, взаимодействуя с наклонными пазами упругого элемента 3, заставляют последний закручиваться относительно продольной оси устройства. Тензорезисторы 11 преобразуют деформации упруго го элемента 3 (один из тензорезисторов работает на сжатие, другой — на растяжение) в изменение их сопротивления.

Изменение сопротивления тензорезисторов 11 измеряется аппарутурой 14 и фиксируется регистрирующим прибором 15. Следует отметить, что данная схема наклейки тензорезисторов 11 на упругий элемент 3 обеспечивает нечувствительность к деформации последнего в осевом направлении от сжимающей силы Р (или распределенной нагрузки q).

Устройство может быть использовано в качестве динамометра сжатия, а также датчика для измерения нормальных напряжений, например в области контакта пневматической шины с опорной поверхностью. В последнем случае диаметр свободного конца передающего штока 5 должен выбираться таким образом, чтобы площадь его поперечного сечения была, например, равной 1 см. В этом случае устройство, при применении его в качестве датчика нормальных напряжений, может быть легко оттарировано (откалибровано) путем приложения к передающему штоку 5 известной нагрузки Р в единицах давления Па или МПа.

Преимущества предложенного устройства по сравнению с известным заключаются в более высокой чувствительности, что позволяет использовать его как в качестве динамометра, сжатия, так и датчика нормальных напряжений, а также в небольшом поперечном размере. Последнее обстоятельство особо важно при измерении нормальных напряжений по площади контакта шины одновременно во многих, близко расположенных друг от друга точках.

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к силоизмерительной технике, в частности к тензорезистивным устройствам дл  измерени  нормальных контактных напр жений и динамометрам сжати . Це.1ью изобретени   вл етс  повышение чувствительности. На фиг.1 изображено силоизмерительное устройство; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1. Устройство содержит цилиндрический корпус 1, на одном конце которого жестко , например с помощью штифта 2, закреплен упругий элемент 3, выполненный в виде стержн . На свободном конце упругого элемента 3 и.меетс  гнездо 4. С другой стороны корпуса 1 расположен передающий щток 5, который на наружной поверхности имеет направл ющие пазы 6, например., треугольной формы, а корпус 1 - напраЕ.л ющие элементы 7, например установочные винты с коническим концом. Передающий шток 5 имеет хвостовик 8, снабженный выступами 9, образованными, например, выступающими част ми цилиндрического штифта, запрессованного в хвостовик. В стенках 0 гнезда 4 упругого элемента 3 выполнены симметрично и в одном направлении, например по часовой стрелке (если смотреть со стороны свободного конца упругого элемента), наклонные пазы. На упругий элемент 3 наклеены гензорезисторы 11, например полупроводниковые кремниевые. Тензорезисторы 11 наклеены и соединены, например, в полумостовую схему дл  измерени  деформаций кручени  упругого элемента 3. Выводы 12 измерительного полумоста через отверстие 13 в корпусе 1 соедин ютс  с измерительной аппаратурой 14, например с тензостанцией и регистрирующим прибором 15, например щлейфовым осциллографом. Устройство работает следующим образом. При воздействии на свободный конец передающего щтока 5 измер емого усили  Р (или распределенной нагрузки q.) щток по направл ющим элементам 7 перемещаетс  в осевом направлении в корпусе I, при этом выступы 9 хвостовика 8, взаимодейству  с наклонными пазами упругого элемента 3, заставл ют последний закручиватьс  относительно продольной оси устройства. Тензорезисторы 11 преобразуют дефор.мации упругого элемента 3 (один из тензорезисторов работает на сжатие, другой - на раст жение ) в изменение их сопротивлени . Изменение сопротивлени  тензорезисторов 11 измер етс  аппарутурой 14 и фиксируетс  регистрирующим прибором 15. Следует отметить, что данна  схема наклейки тензорезисторов 11 на упругий элемент 3 обеспечивает нечувствительность к деформации последнего в осево.м направлении от сжимающей силы Р (или распределенной нагрузки q). Устройство может быть использовано в качестве динамометра сжати , а также датчика дл  из.мерени  нормальных напр жений , например в области контакта пневматической щины с опорной поверхностью. В пос/теднем случае диаметр свободного конца передающего щтока 5 dm должен выбиратьс  таким образом, чтобы площадь его поперечного сечени  была, например, равной 1 СМ. В этом случае устройство, при применении его в качестве датчика нормальных напр жений, может быть легко оттарировано (откалибровано) путем приложени  к передающему щтоку 5 известной нагрузки Р в единицах давлени  На или МПа. Преимущества предложенного устройства по сравнению с известным заключаютс  в более высокой чувствительности, что позвол ет использовать его как в качестве динамометра , сжати , так и датчика нормальных напр жений, а также в небольшом поперечном размере. Последнее обсто тельство особо важно при измерении нормальных напр жений по площади контакта шины одновременно во многих, близко расположенных друг от друга точках. Формула изобретени  Силоизмерительное устройство, содержац;ее упругий элемент в виде стрежн , консольно закрепленного одним концом в корпусе , а свободный концом св занного с силоввод щим элементом, отличающеес  тем - - - - ЧТО, с целью повыщени  чувствительности, силоввод щий элемент установлен в направл ющих , размещенных в корпусе, и снабжен двум  симметрично расположенными относительно него выступами, при этом на свободном конце стержн  симметрично и с наклоном в разные стороны относительно его оси выполнены соответствующие пазы.

   7

   Vuz.5