SU1352256A1 - Тензорезисторный датчик силы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сило- измерительной технике и позвол ет повысить точность, надежность иумень- .шить габариты датчика. В устр-ве пары цилиндрических проточек 8 и 9, 10 и 11 образуют соответственно цилиндрические оболочки 12 и 13, ТОЛ-/4 J6 rS щины которых относ тс  друг к другу обратно пропорционально их средним радиусам. Глубина проточки большего диаметра, расположенной у силоввод - щей части 1, и проточки меньшего диаметра - у опорной части 2 превышает половину толщины несущего кольца 3 на величину радиуса сопр жени  стенок проточки.Втора  проточка в каждой паре выполнена глубиной,превышающей глубину смежной проточки в той же паре в 1,2- 3,0 раза. При воздействии сжимающего усили , приложенного к части 1, оболочки 12, 13 изгибают кольцо 3, вызыва  деформацию тензорезисторов 6, 7 на его выступах 4, 5. Выполнение толщины стенки оболочки 12, равной 0,09- 0,15 ее среднего радиуса, уменьшает вли ние изгиба краевой зоны этой оболочки на деформируемость кольца 3, 1 ил. (Л 10 а

Description

Изобретение относитс  к силоизме- рительнон технике и может быть использовано дл  измерени  сжимающих усилий.

Цель изобретени  - повышение точности , надежности и уменьшение габаритных размеров датчика.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Датчик содержит упругий элемент, выполненный в форме тела вращени  и включаклций силоввод щую 1 и опорную 2 части, несущие кольцо 3 с концентрическими выступами 4 и 5, на которых размещаютс  тензорезисторы 6 и 7. Пары цилиндрических проточек 8-9, 10-11 образуют соответственно дилинд рические оболочки 12 и 13. Расположение цилиндрических проточек, при котором в каждой паре проточки разно го диаметра противоположно направлены одна другой и проточка меньшего диаметра выполнена со стороны действи  измер емой силы, а проточка большего диаметра - со стороны опорной поверхности, позвол ет обеспечить соединение несущего кольца с силовво- д щей и опорной част ми коаксиальными цилиндрическими оболочками, работающими на раст жение.

Удругий элемент расположен в корпусе 14 и изолирован от внешней среды мембраной 15, котора  герметизируетс  на корпусе кольцом 16, а на сило- ввод щей части.упругого элемента - .кольцом 17.

Датчик работает следующим образом. При приложении сжимающего усили F к силоввод щей части 1 цилиндрические

10

15

мость несущего кольца 3 пределы изменени  толщины стенки оболочки 12 должны быть 0,09-0,15 ее среднего ра диуса.

Дл  обеспечени  минимальной радиальной деформации оболочек 12 и 13 в месте сопр жени  с несущим кольцом 3 что способствует и минимальной напр  женности в зоне сопр жени  и минимальному измене нию плеча сил, изгибающих несущее кольцо, экспериментал но установлено,что глубины проточки большего диаметра у силоввод щей. час ти и проточки меньшего диаметра у опорной части должны превышать толщину кольца 3 на величину радиуса сопр жени  стенок проточек.

При этом, так как паразитна  сила F через оболочку.12 передаетс  на кольцо3 .в месте его сопр жени  с этой оболочкой, а реакци  от этой силы со стороны оболочки 13 передаетс  на кольцо 3 в месте ее сопр жени  с кольцом, то указанные параметры проточек обуславливают действи силы F через оболочку 12 и реакции от оболочки t 3 в одной плоскости,ортогональной оси упругого элемента, что приводит к нейтрализации их действи  на изгиб кольца 3 и, как следствие , также понижает чувствительность датчика к действию силы F .

Дл  обеспечени  подвеса силовво- 35 д щей части,- непосредственно в.оспри- нимающей все силы, экспериментально установлено,что глубина проточек в каждой паре, расположенных внутри упругого элемента, должна превышать

-20

25

.30

оболочки 12 и 13, раст гива сь, из- 40 глубину смежной проточки в той же гибают несущее кольцо 3, в результате паре в 1,2-3,0 раза, чего тензорезисторы 6 на выступе А .

испытьшают деформацию сжати , а тен- Форм у лай з обретени  зорезисторы 7 на выступе 5 - деформацию раст жени . При этом паразитна  45

Тензорезисторный датчик силы,.содержащий размещенный в корпусе упругий элемент, выполненный в виде тела вращени  и содержащий силоввод щую и опорную части, сопр женные с несуТензорезисторный датчик силы,.содержащий размещенный в корпусе упругий элемент, выполненный в виде тела вращени  и содержащий силоввод щую и опорную части, сопр женные с несупоперечна  сила F, приложенна  к

силоввод щей части 1, обуславливает

изгиб оболочек 1-2-и 13 в плоскости

действи  этой силы. Но так как обе .

оболочки работают на раст жение,одно-50 кольцом, ira-концентрических высвременно по вл етс  восстанавливающа  которого размещены тензорезиссила , обусловленна  измер емой осевой °Р Цилиндрическими оболочками,кажсилой F, стрем ща с  совместить .оси которых образована парой напоболочек с линией действи  силы F, .равленных противополбжно одна другой

что уменьшает чувствительность датчи-55 соосных проточек, причем силоввод ща 

ка к поперечной силе.часть соединена с корпусом мембраной,

отличающийс  тем, что.

Дл  минимизации вли ни  изгиба с целью повьш1ени  точности,, надеж- краевой зоны оболочки на деформируе- кости и уменьшени  габаритных разме

10

15

мость несущего кольца 3 пределы изменени  толщины стенки оболочки 12 должны быть 0,09-0,15 ее среднего радиуса .

Дл  обеспечени  минимальной радиальной деформации оболочек 12 и 13 в месте сопр жени  с несущим кольцом 3, что способствует и минимальной напр женности в зоне сопр жени  и минимальному измене нию плеча сил, изгибающих несущее кольцо, экспериментально установлено,что глубины проточки большего диаметра у силоввод щей. части и проточки меньшего диаметра у опорной части должны превышать толщину кольца 3 на величину радиуса сопр жени  стенок проточек.

При этом, так как паразитна  сила F через оболочку.12 передаетс  на кольцо3 .в месте его сопр жени  с этой оболочкой, а реакци  от этой силы со стороны оболочки 13 передаетс  на кольцо 3 в месте ее сопр жени  с кольцом, то указанные параметры проточек обуславливают действие силы F через оболочку 12 и реакции от оболочки t 3 в одной плоскости,ортогональной оси упругого элемента, что приводит к нейтрализации их действи  на изгиб кольца 3 и, как следствие , также понижает чувствительность датчика к действию силы F .

20

25

.30

Дл  обеспечени  подвеса силовво- 35 д щей части,- непосредственно в.оспри- нимающей все силы, экспериментально установлено,что глубина проточек в каждой паре, расположенных внутри упругого элемента, должна превышать

Форм у лай з обретени 

Тензорезисторный датчик силы,.содержащий размещенный в корпусе упругий элемент, выполненный в виде тела вращени  и содержащий силоввод щую и опорную части, сопр женные с несу313522564

ров датчика, глубина проточки больше- бину смежной проточки в той же паре

го диаметра, расположенной у силовво- в 1,2-3,0 раза, при этом толщина стен- д щей части, и проточки меньшего диа- ки цилиндрической оболочки, распЪло- метра, расположенной у опорной части, женной у силоввод щей части, состав- превьш1ает половину толщины несущего л ет 0,09-0,15. ее среднего радиуса, кольца на величину радиуса сопр жени  а толщины цилиндрических оболочек стенок проточки, а глубина другой относ тс  друг к другу обратно про- проточки в каждой паре превышает глу- порционально их средним радиусам.

Claims (1)

1. Формула из обрете ния

   Тензорезисторный датчик силы,содержащий размещенный в корпусе упругий элемент, выполненный в виде тела вращения и содержащий силовводящую и опорную части, сопряженные с несущим кольцом, На концентрических выступах которого размещены тензорезисторы, цилиндрическими оболочками,каждая из которых образована парой направленных противоположно одна другой соосных проточек, причем силовводящая часть соединена с корпусом мембраной, отличающийся тем, что, с целью повышения точности,, надежности и уменьшения габаритных разме3 ров датчика, глубина проточки больше го диаметра, расположенной у силовводящей части, и проточки меньшего диа метра, расположенной у опорной части, превышает половину толщины несущего кольца на величину радиуса сопряжения стенок проточки, а глубина другой проточки в каждой паре превышает глу бину смежной проточки в той же паре в 1,2-3,0 раза, при этом толщина стенки цилиндрической оболочки, расположенной у силовводящей части, составляет 0,09-0,15. ее среднего радиуса, а толщины цилиндрических оболочек относятся друг к другу обратно пропорционально их средним радиусам.