SU1384970A1

SU1384970A1 - Force-measuring transducer

Info

Publication number: SU1384970A1
Application number: SU864137079A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Иванович Кравченко; Виктор Евгеньевич Морозовский; Евгений Григорьевич Галзман
Original assignee: Одесский Политехнический Институт
Priority date: 1986-07-23
Filing date: 1986-07-23
Publication date: 1988-03-30

Abstract

Изобретение м.б. использовано дл измерени знакопеременных сил с высокой точностью во всем диапазоне измерений и позвол ет уменьшить габариты устр-ва. В корпусе 1 датчика размещены с возможностью осевого 13. 12 перемещени два опорных стакана 9, 10 с цилиндрическими по сками в донной части. В стаканах 9, 10 установлены с нат гом цилиндрические оболочки упругих элементов 2, 3, внутренними диаметрами св занные по посадке с нат гом с силоввод щим элементом . Предварительна статическа напр женность элементов 2,3 создаетс с помощью нажимной гайки При приложении к датчику нагрузки один из элементов 2, 3 догружаетс , а другой разгружаетс . На кольцах элементов 2, 3 установлены тензорезисторы 4-7. Силоввод щий элемент выполнен в виде тела вращени с цилиндрическим по ском. Б корпусе 1 выполнены отверсти , центры которых расположены на среднем диаметре его стенок. 1 ил. с S (ЛInvention m. used to measure alternating forces with high accuracy over the entire measurement range and to reduce the size of the device. In the body 1 of the sensor, there are axially arranged 13. 12 moving two support cups 9, 10 with cylindrical edges in the bottom part. In the cups 9, 10, cylindrical shells of elastic elements 2, 3 are installed with tension, the inner diameters associated with the tensioning force with the force-guiding element. The preliminary static tension of the elements 2.3 is created by means of a push nut. When a load is applied to the load cell, one of the elements 2, 3 is reloaded and the other is unloaded. On the rings of the elements 2, 3, strain gages 4-7 are installed. The input element is made in the form of a rotating body with a cylindrical shape. The housing 1 has holes, the centers of which are located on the average diameter of its walls. 1 il. with S (L

Description

1 131 13

Изобретение относитс к силоизме- рительной технике и может быть ис- пользовано дл измерени знакопеременных сил с высокой точностью во всем диапазоне измеренийThe invention relates to force-measuring technology and can be used to measure alternating forces with high accuracy over the entire measurement range.

Цель изобретени - уменьшение габаритов силоизмерительного датчика при сохранении точности измерени .The purpose of the invention is to reduce the size of the force-measuring sensor while maintaining the measurement accuracy.

На чертеже изображена конструкци силоизмерительного датчика.The drawing shows the design of the load sensor.

Силоизмерительный датчик содержит размещенные в цилиндрическом корпусе 1 с защитной мембраной упру гие элементы 2 и 3, на подрезисторных кольцах которых размещены тензоре- зисторы 4-7 о Силовврд щие оболочки упругих элементов 2 и 3 своим внутренним диаметром d, сопр гаютс с си ловвод щей частью В датчика до упора в торцы цилиндрического по саThe load cell contains elastic elements 2 and 3 placed in a cylindrical case 1 with a protective membrane, on subresistor rings of which strain gauges 4–7 are placed. Strengthened shells of elastic elements 2 and 3, with their inner diameter d, match with the driving part In the sensor until it stops at the ends of the cylindrical

диаметром d, а цилиндрические оболочки упругих элементов сопр гаютс - по посадке с нат гом с опорньми стаканами 9 и .10, которые сопр гаютс с внутренней поверхностью корпуса на диаметрах d цилиндрическими по сками высотой h, вл ющимис продолжением внутренних донньк частей стаканов той же толщины Нажимна гайка 11 служит дл создани предварительной статической напр женности упругих элементов. От внешней среды рабоча полость датчика изолирована мембраной 12, закрепленной на корпусе уплотнительным кольцом 13, а на силоввод щей части датчика - уплотнительным кольцом 14 оdiameter d, and the cylindrical shells of the elastic elements are mated — by landing with a tension with basic cups 9 and .10, which mate with the inner surface of the body at diameters d cylindrical in height h, which are a continuation of the inner bottom parts of the glasses of the same thickness The pressure nut 11 serves to create the preliminary static tension of the elastic elements. From the external environment, the working cavity of the sensor is isolated by a membrane 12, fixed on the housing with a sealing ring 13, and on the sensor input part with a sealing ring 14 o

Силоизмерительный датчик работает следующим образом.Load sensor works as follows.

Упругие элементы 2 и 3 йопр га- ютс с силоввод щей частью 8 датчика (до или после намотки тензорезисто- ров) по посадке с нат гом на диаметре d, с гарантированным силовым сопр жением торцов их силоввод щих оболочек с торцами цилиндрического по ска djo В таком собранном виде си- ловвод ща часть 8 датчика с упругими элементами 2 и 3, на которых уже размещены тензорезисторы 4-7, сопр гаютс со стаканами 9 и 10 по посадке с нат гом на диаметрах d. С помощью нажимной гайки 11 происходит монтаж упругочувствительного звена в корпус 1 датчика и создание предварительной статической напр женности упругих элементов 2 и 3 за счет осевого перемещени стакана 9 приElastic elements 2 and 3 of the device are coupled with the sensor sensor 8 (before or after winding the strain gages) to fit with a tension on the diameter d, with guaranteed force mating of the ends of their silo shells with the ends of the cylindrical cable djo B. In such assembled form, the power supply part 8 of the sensor with elastic elements 2 and 3, on which strain gages 4–7 are already placed, is mated with cups 9 and 10 after fitting with tension on diameters d. Using the pressure nut 11, the elastic-sensitive link is mounted into the sensor body 1 and the preliminary static stress of the elastic elements 2 and 3 is created due to the axial movement of the glass 9 when

упоре стакана 10 в дно корпуса датчика . Усилие предварительного нат га контролируетс по показанию тензо- резисторов 4-7„ При этом сопр жение стаканов с корпусом происходит по одной из переходных посадок или посадке с незначительным нат гом с помощью по сков на их наружных цилиндрических поверхност х, вл ющихс как бы продолжением их распорной донной части толщиной h. Така конструкци обеспечивает минимум передачи деформации стенки корпуса датчика на опорную часть упругого элемента ввиду максимальной жесткости в радиальном направлении стакана в плоскост х сопр жени его по ска с корпусом , а также уменьщает вли ние возможного торцевого трени между сопр гаемыми.поверхност ми гайки и стакана на выходной сигнал датчика, i что позвол ет не увеличивать жесткость ,focus glass 10 in the bottom of the sensor housing. The prestressing force is controlled by the indication of strain resistance resistors 4–7. In this case, the glasses are coupled to the body along one of the transitional landings or landings with a slight tension by means of straps on their outer cylindrical surfaces, which are the expansion of the bottom part of the thickness h. Such a construction provides a minimum of transferring the deformation of the sensor body wall to the support part of the elastic element due to the maximum rigidity in the radial direction of the glass in the plane of its junction with the body, and also reduces the effect of possible end friction between the mating surfaces of the nut and the glass the sensor output, i, which allows the rigidity not to increase,

кости корпуса и гайки.shell bones and nuts.

Дл уменьшени деформируемости цилиндрической оболочки корпуса в радиальном направлении, оси резьбовых отверстий (d) в их опорной частиTo reduce the deformability of the cylindrical shell of the housing in the radial direction, the axis of the threaded holes (d) in their support

расположены на среднем диаметре dg стенок корпуса, что позвол ет уменьшить толщину стенки корпуса, а следовательно , и металлоемкость издели . При приложении к датчику сжимающей нагрузки F упругий элемент 3 догру- жа етс , а упругий элемент 2 разгружаетс . При этом тензорезисторы 4 и 6 испытывают деформации сжати , а тензорезисторы 5 и 7 - раст жени . При приложении раст гивающей нагрузки - наоборот. Это позвол ет реализовать схему полного электрического моста.They are located on the average diameter dg of the body walls, which allows reducing the wall thickness of the body, and, consequently, the metal intensity of the product. When a compressive load F is applied to the sensor, the elastic element 3 is loaded and the elastic element 2 is unloaded. At the same time, the strain gages 4 and 6 experience compressive deformations, and the strain gages 5 and 7 - tensile. When a tensile load is applied, the reverse is true. This allows a full electric bridge circuit to be implemented.

а следовательно,и металлоемand, therefore, metal

Claims

Invention Formula

A force sensor containing two statically loaded elastic elements with strain gages and a force-supplying element with a pressure nut, placed in a cylindrical housing with a protective membrane, characterized in that, in order to Reduce dimensions while maintaining measurement accuracy, two installed are installed with the possibility of axial displacement case of supporting glasses with cylindrical sleeves in the bottom part, placed in the case for planting, each elastic element

3 13849704

provided with a cylindrical shell, a lump whose ends are in contact

installed with a strain in the glass, with cylindrical shells of an elastic internal diameter of the associated pho element, and in the body of the intermediate landing with a tension with a force driver, there are no holes, the centers of which are made with the element

bodies of revolution with a cylindrical c-shell.