SU1649314A1

SU1649314A1 - Tensoresistor force sensor

Info

Publication number: SU1649314A1
Application number: SU894496428A
Authority: SU
Inventors: Александр Васильевич Лысюк; Александр Валериевич Бондарев; Михаил Георгиевич Профирян
Original assignee: Одесское Производственное Объединение "Точмаш"
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1991-05-15

Abstract

Изобретение относитс к силоизмери- тельной технике. Целью изобретени вл етс повышение точности измерени При нагружении датчика упругие шарниры 11 и 12 параллелограммного упругого элемента 1 изгибаютс , происходит деформаци тензорезисторов, из которых два тензоре- зистора 13 и 14, раст гиваютс , а два тензо- резистора 13 и 14 сжимаютс . По сигналам о величине деформации суд т о приложенной силе За счет выполнени концентраторов напр жени в виде четырех сквозных отверстий, расположенных в зонах упругих шарниров, уменьшаетс ч вствитель- ность к паразитным 2 ил.The invention relates to load measuring technology. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy. When the sensor is loaded, the elastic hinges 11 and 12 of the parallelogram elastic element 1 are bent, strain gauges are deformed, of which two tensor resistors 13 and 14 are stretched and two strain resistors 13 and 14 are compressed. According to the signals on the magnitude of the deformation, the applied force is judged. By performing the voltage concentrators in the form of four through holes located in the zones of elastic hinges, the effect on the parasitic 2 л is reduced.

Description

Изобретение относитс к силоизмеритель- ной технике, в частности может быть использовано в конвейерных весах, ленточных дозаторах , специализированных силоизмери- тельных встраиваемых устройствах, весах.The invention relates to force-measuring equipment, in particular, can be used in belt scales, belt metering devices, specialized force-measuring built-in devices, scales.

Цель изобретени - повышение точности измерени за счет уменьшени вли ни паразитных нагрузок.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by reducing the effect of parasitic loads.

На фиг. 1 изображен упругий элемент датчика с разрезом по плоскости А; на фиг. 2 - датчик с компенсационными отверсти ми.FIG. 1 shows an elastic sensor element with a cut along plane A; in fig. 2 - sensor with compensating holes.

Тензорезисторный датчик силы содержит параллелограммный упругий элемент 1 в виде пр моугольного параллелепипеда, кон- сольно закрепленного у торца 2 и нагружаемого измер емым усилием Р у второго торца. Перпендикул рно боковым гран м 3 выполнены два отверсти 4,5 и соедин ющий их паз 6, продольные оси которых 7 и 8 расположены в плоскости 9, проход щей через середины боковых граней и параллельной несущим гран м 10. Боковые отверсти 4,5 образуют с несущими гран ми 10 упругие шарниры 11,12 параллелограмма , на которых закреплены тензорезисторы 13,14 и размещены на нижней грани соответственно тензорезисторы 13 и 141 в плоскости , проход щей через середины несущих граней 10 параллельно боковым гран м 3. Перпендикул рно несущим гран м 10 симметрично относительно плоскости 15 выполнены концентраторы напр жени в виде сквозных цилиндрических отверстий 16, расположенных в зонах упругих шарниров 11 и -12, при этом форма и количество этих отверстий могут быть иными.The strain gauge force sensor contains a parallelogram elastic element 1 in the form of a rectangular parallelepiped, which is console mounted at the end 2 and loaded with a measured force P at the second end. Perpendicular to the lateral face m 3, there are two holes 4.5 and a groove 6 connecting them, the longitudinal axes of which 7 and 8 are located in a plane 9, passing through the midpoints of the lateral faces and parallel to the bearing faces 10. The lateral holes 4,5 form c bearing faces 10 elastic hinges 11,12 parallelogram, on which strain gauges 13,14 are fixed and placed on the lower face, respectively, of the strain gauges 13 and 141 in a plane passing through the midpoints of the bearing faces 10 parallel to the lateral face 3. Perpendicularly bearing faces 10 symmetrically related As a result of the plane 15, voltage concentrators are made in the form of through cylindrical holes 16 located in the zones of elastic hinges 11 and -12, and the shape and number of these holes may be different.

Дл компенсации остаточной чувствительности выполн ют компенсационные отверсти 17. Размеры и расположение отверстий 16 определ ютс преимущестБОнно раз0 42Compensation holes 17 are made to compensate for the residual sensitivity. The dimensions and location of the holes 16 are determined predominantly 0.

ссss

соwith

ЈJ

мерами тензоэлементов и прочностными характеристиками.measures of strain gauges and strength characteristics.

Датчик силы работает следующим образом .The force sensor works as follows.

При воздействии силы Р упругие шарниры 11 и 12 параллелограмма изгибаютс , при этом происходит деформаци тензорезисторов: два 13 и 141 раст гиваютс , а два 13 и 14 сжимаютс . Деформаци тензорезисторов, контакты которых соединены по мостовой схеме, преобразуетс в электрический сигнал, пропорциональный измер емому усилию.When the force P is applied, the elastic hinges 11 and 12 of the parallelogram are bent, and the strain gages are deformed: two 13 and 141 are stretched, and two 13 and 14 are compressed. The deformation of strain gauges whose contacts are connected in a bridge circuit is converted into an electrical signal proportional to the measured force.

Выполнение средней части несущих граней 10 монолитными повышает сопротивление упругого элемента закручиванию и уменьшает чувствительность тензорезистор- ного датчика силы к паразитным нагрузкам .Performing the middle part of the bearing faces 10 with monolithic increases the resistance of the elastic element to twisting and reduces the sensitivity of the strain gauge force sensor to parasitic loads.

Claims

1. A strain gauge force sensor containing an elastic element, made in the form

a rectangular parallelepiped in which two through holes connected by a groove are perpendicular to the side faces; two through holes connected by a groove, the axes of the holes and the groove pass through the middle of the side faces, and perpendicular to the bearing edges, voltage concentrators are made symmetrically to their longitudinal axis; bearing faces in the zones of elastic hinges formed by the side openings, the longitudinal axes of the strain gauges being located on the axes of the bearing faces, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, reducing the effect of parasitic loads, each stress concentrator is in the form of two holes arranged in zones of elastic hinges.

2. The sensor according to claim 1, characterized in that, in order to correct the signals of strain-resistors, one or more compensation holes are additionally made in the zones of elastic hinges.

sixteen

13

s.

2

ten

Riga.1

.

ft

17

- $ f o

fugues 2