SU1425482A1 - Resistance strain gauge force cell - Google Patents
Resistance strain gauge force cell Download PDFInfo
- Publication number
- SU1425482A1 SU1425482A1 SU864152055A SU4152055A SU1425482A1 SU 1425482 A1 SU1425482 A1 SU 1425482A1 SU 864152055 A SU864152055 A SU 864152055A SU 4152055 A SU4152055 A SU 4152055A SU 1425482 A1 SU1425482 A1 SU 1425482A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- force
- stem
- damper
- strain
- sensor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Measurement Of Force In General (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к силоизмери- тельной технике и может быть использовано дл измерени знакопеременных нестационарных усилий. Цель изобретени - повышение точности измерени . В корпусе 1 расположен св занный со штоком 3 силоизме- рительный элемент 4 с наклеенными на его поверхности тензорезисторами 5. При действии измер емого усили на шток 3 датчика деформируютс мембраны 2. Одновременно шток 3 перемещает подвижный дцск 6 демпфера, размешенного на штоке с осевым двухсторонним зазором между двум неподвижными дисками 7. Сила в зкого сопротивлени преп тствует перемешению подвижного диска б и деформирует тензоре- зисторы, закрепленные на перемычке диска. Формируетс электрический сигнал, пропорциональный демпфируюшей силе, который суммируетс с электрическим сигналом сило- измерительного элемента 4. 2 ил.The invention relates to a load measuring technique and can be used to measure alternating nonstationary forces. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. In housing 1 there is a force-measuring element 4 connected to the stem 3 with resistance strain gauges 5 glued on its surface. When the measured force acts on the stem 3 of the sensor, the diaphragm 2 deforms. Simultaneously the stem 3 moves the movable damper 6 of the damper on the stem with an axial two-side the gap between the two fixed disks 7. The force of viscous resistance prevents the mixing of the moving disk b and deforms the strain gauges attached to the jumper of the disk. An electrical signal is generated that is proportional to the damping force, which is summed with the electrical signal of the force measuring element 4. 2 Il.
Description
SS
(Л(L
сwith
4 ю ел4 you ate
4four
00 to00 to
Изобретение относитс к силоизмеритель- ной технике, в частности, дл измерени знакопеременных нестационарных усилий.The invention relates to a force-measuring technique, in particular, for measuring alternating nonstationary forces.
Цель изобретени - повышение точности измерени .The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy.
Уравнение динамики датчика силы при соответствующих допущени х может быть представлено в видеThe dynamic equation of the force sensor, with appropriate assumptions, can be represented as
М X (t) +ci(t) +Kx(t) F(t),(1)M X (t) + ci (t) + Kx (t) F (t), (1)
где М, С и К - параметры, характеризующие соответственно присоединенную к штоку датчика массу, демпфирование и жесткость упругого элемента; x(t) - деформаци упругого элемента , пропорциональна выходному сигналу датчика; F(t) - измер емое усилие, воздействующее на щток датчика. Из приведенного соотношени следует, что усилие F t, действующее на шток датчика, в общем случае раскладываетс в датчике на три составл ющие: инерционную Mx(t) демпфирующую Cx(t) и упругую Kx(t. В передемпфированном датчике, т. е. в датчике , в котором степень успокоени колебаний больше критической (), инерционна составл юща Mx(t) пренебрежимо мала при любой форме из- |1ер емого усили , и соотношение (1) в этом случае приводитс к виду : F(t) Kx(t) +ci(t),(2)where M, C and K are the parameters characterizing, respectively, the mass, damping and stiffness of the elastic element attached to the sensor rod; x (t) is the deformation of the elastic element, is proportional to the output signal of the sensor; F (t) is the measured force acting on the sensor shaft. It follows from the above relation that the force F t acting on the sensor rod is generally decomposed into three components in the sensor: the inertial Mx (t) damping Cx (t) and the elastic Kx (t. In the overdamped sensor, i.e. In the sensor, in which the degree of damping of oscillations is greater than the critical one (), the inertial component Mx (t) is negligible with any form of effort, and relation (1) in this case is reduced to the form: F (t) Kx ( t) + ci (t), (2)
Из которого следует, что в передемпфиро- анном датчике входное усилие F(t} раскла- а,ываетс только на две составл ющие и, {следовательно, если к выходному сигналу |;илоизмерительного элемента (упруга со- Ьтавл юща ) добавить в соответствующем Масштабе сигнал, пропорциональный демпфирующей силе, то суммарный сигнал воспроизведет точную, без динамических иска- ркений, масштабную копию измер емого усили . В предлагаемой конструкции датчика электрический сигнал, пропорциональный 5 пругой составл ющей, снимаетс с тензо- резисторов, наклеенных на силоизмеритель- |ный элемент, а сигнал, пропорциональный демпфирующей силе, снимаетс с тензоре- зисторов, наклеенных определенным образом на силовые элементы демпфера, и далее эти электрические сигналы суммируютс . На фиг. 1 представлен тензорезисторный датчик силы; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.From which it follows that the input force F (t} is decomposed into only two components and, therefore, if the output signal is a load measuring element (elastic component is) added to the output signal If the signal is proportional to the damping force, then the total signal will reproduce an accurate, without dynamic distortions, large-scale copy of the measured force. In the proposed sensor design, an electrical signal proportional to the 5th component is removed from the strainer resistors, pasted on the load cell, and the signal proportional to the damping force is removed from the strain gauges pasted in a certain way on the power elements of the damper, and then these electrical signals are summed. Fig. 1 shows a strain gauge force sensor; Fig. 2 - section A-A in Fig. 1.
Датчик состоит из корпуса 1, в котором на двух центрирующих и герметизирующих мембранах 2 вывешен шток 3, опирающийс на силоизмерительный элемент 4 с наклеенными на его поверхности тензорезисто- рами 5. На конце щтока закреплен подвижный диск 6, который с осевым зазором обхватываетс двум неподвижными дисками 7, жестко скрепленными с корпусом датчика, закрытым с двух сторон крышками.The sensor consists of a housing 1, in which a rod 3 is hung on two centering and sealing membranes 2, supported by a load element 4 with strain gages 5 glued on its surface 5. At the end of the stem a movable disk 6 is fixed, which with an axial clearance is surrounded by two fixed disks 7, rigidly fastened to the sensor housing, closed on both sides of the covers.
00
Подвижный диск демпфера (фиг. 2) выполнен в виде двух концентрично расположенных колец, соединенных между собой четырьм перемычками, на боковых поверхност х которых наклеены тензорезисторы 8, испытывающие деформацию сдвига. Возможны другие варианты исполнени подвижного диска демпфера, например с тонкой цилиндрической шей кой между диском и внутренним кольцом, но в любом случае используютс тензорезисторы, воспринимающие деформацию, вызванную демпфирующей силой, воздействующей на подвижный диск демпфера. Тензорезисторы 8 объединены в мостовую измерительную схему и че5 рез гермовводы 9 подключены к электрической схеме силоизмерительного элемента , например, по схеме параллельного включени мостовых схем.The movable disk of the damper (Fig. 2) is made up of two concentrically arranged rings interconnected by four bridges, on the side surfaces of which are strain gauges 8 that are subject to shear deformation. Other embodiments of the moving disk of the damper are possible, for example with a thin cylindrical neck between the disk and the inner ring, but in any case, strain gages are used that perceive the deformation caused by the damping force on the moving disk of the damper. The strain gauges 8 are combined into a bridge measuring circuit and, through a pressure seal 9, are connected to the electrical circuit of the load cell, for example, according to the parallel circuit circuit of bridge circuits.
Полость демпфера заполнена полиметил- силоксановой демпфирующей жидкостью,The cavity of the damper is filled with polymethylsiloxane damping fluid,
0 в зкость которой обеспечивает степень успокоени колебаний датчика больше критической 4 1 (передемпфирование) при фиксированных геометрических параметрах элементов демпфера.The viscosity of which provides a degree of damping of the sensor oscillations is greater than the critical 4 1 (overdamping) with fixed geometric parameters of the elements of the damper.
5 Датчик работает следующим образом. При действии измер емого усили на щток 3 датчика деформируютс мембраны 2 и силоизмерительный элемент 4. Деформаци силоизмерительного элемента преобразуетс посредством тензорезисторов 5 в элект0 рический сигнал, который поступает на разъем 10. Одновременно щток перемещает подвижный диск 6 демпфера. При этом демпфирующа жидкость вытесн етс из умень- щающегос плоского кольцевого зазора и всасываетс в увеличивающийс зазор. Та5 КИМ образом, перемещению подвижного диска 6 преп тствует сила в зкого сопротивлени , котора вызывает деформацию перемычек , св зывающих кольцевую активную часть демпфера со щтоком. Тензорезисторы 8, наклеенные на перемычки, формируют5 The sensor works as follows. When the measured force acts on the sensor bar 3, the membranes 2 and the force-measuring element 4 are deformed. The deformation of the force-measuring element is transformed by means of the strain gauges 5 into an electrical signal, which is fed to the connector 10. At the same time, the chopper moves the damping disk 6. In this case, the damping fluid is displaced from the decreasing flat annular gap and is sucked into the increasing gap. In this way, the movement of the movable disk 6 is hampered by the force of viscous resistance, which causes deformation of the bridges connecting the annular active part of the damper to the syringe. Strain gages 8, pasted on the jumpers, form
электрический сигнал, пропорциональный демпфирующей силе, который через гермовводы 9 поступает на разъем и суммируетс с электрическим сигналом силоизмерительного элемента. an electrical signal proportional to the damping force, which through the pressure inlet 9 enters the connector and is summed with the electrical signal of the load cell.
5 Электрический сигнал в демпфере возникает только на переходных режимах работы датчика, а при измерении статических усилий выходной сигнал с демпфера отсутствует и измер емому усилию полностью соответствует выходной сигнал силоизмери0 тельного элемента.5 The electric signal in the damper occurs only in transient modes of operation of the sensor, and when measuring static forces, the output signal from the damper is absent and the measured signal fully corresponds to the output signal of the force-measuring element.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864152055A SU1425482A1 (en) | 1986-11-25 | 1986-11-25 | Resistance strain gauge force cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864152055A SU1425482A1 (en) | 1986-11-25 | 1986-11-25 | Resistance strain gauge force cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1425482A1 true SU1425482A1 (en) | 1988-09-23 |
Family
ID=21269330
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864152055A SU1425482A1 (en) | 1986-11-25 | 1986-11-25 | Resistance strain gauge force cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1425482A1 (en) |
-
1986
- 1986-11-25 SU SU864152055A patent/SU1425482A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1027545, кл. G 01 L 1/22, 1981. Авторское свидетельство СССР № 626369, кл. G 01 L 1/22, 1978. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1425482A1 (en) | Resistance strain gauge force cell | |
US3375712A (en) | Thrust measurement | |
GB926088A (en) | Improvements relating to centrifugal fans | |
RU2066863C1 (en) | Linear accelerometer | |
RU1781574C (en) | Pressure difference pickup | |
SU505912A1 (en) | Device for measuring model loads | |
SU1352265A1 (en) | Pressure transducer | |
SU1002855A1 (en) | Mechanotronic dynamometer | |
SU588476A1 (en) | Sensor for measuring the effort applied to a propeller model | |
SU1326917A1 (en) | Piezoresonance pressure transducer | |
SU868469A1 (en) | Viscosimeter | |
SU1624284A1 (en) | Force and torque transducer | |
Bahra et al. | Measurement of force | |
SU802821A1 (en) | Pressure measuring device | |
SU566151A1 (en) | Variable-force dynamometer | |
SU1041886A1 (en) | Three-component strain gauge device | |
US2996913A (en) | Test-stand-brake for testing the torque of motors | |
SU828020A1 (en) | Elastoviscometer | |
SU708186A2 (en) | Pressure sensor | |
SU440563A1 (en) | Device for measuring mass under vibration conditions | |
SU732705A1 (en) | Pressure difference transducer | |
SU1744536A1 (en) | Pressure transducer | |
RU2023242C1 (en) | Pressure meter | |
SU879314A1 (en) | Hydrodynamic balanse zero floating compressor | |
SU777516A2 (en) | Strain-gauge pressure drop transducer |