SU1679224A1 - Strain-measuring device - Google Patents

Strain-measuring device Download PDF

Info

Publication number
SU1679224A1
SU1679224A1 SU894753487A SU4753487A SU1679224A1 SU 1679224 A1 SU1679224 A1 SU 1679224A1 SU 894753487 A SU894753487 A SU 894753487A SU 4753487 A SU4753487 A SU 4753487A SU 1679224 A1 SU1679224 A1 SU 1679224A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
strain
autonomous
bridge
strain gauge
nodes
Prior art date
Application number
SU894753487A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Иванович Вишняков
Владислав Иванович Короленко
Original Assignee
Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Медицинского Приборостроения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Медицинского Приборостроения filed Critical Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Медицинского Приборостроения
Priority to SU894753487A priority Critical patent/SU1679224A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1679224A1 publication Critical patent/SU1679224A1/en

Links

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к массо- и сило- измерительной технике и может быть использовано при создании прецизионных весов, динамометров дл  медицинской клинико-диагностической техники. Цель изобретени  - повышение точности измерени  и упрощение электрической устрой/ 12 / ства. Усилие помещенного на грузовоспри- нимающую платформу 1 груза передаетс  через выступ 12 корпуса каждого автономного тензометрического узла 2 на его упругий элемент 4. Деформаци  упругих элементов 4, пропорциональна  нагрузке, измер етс  с помощью тензопреобразова- телей 5-8. Результирующий сигнал об измер емом параметре, полученный путем последовательного и согласного суммировани  сигналов автономных тензометрических узлов 2 в мостовой или полумостовой схеме устройства, поступает с выводов моста к внешнему измерительному устройству. В устройстве предусмотрена возможность радиального перемещени  каждой из опор 3 с тензометрическим узлом 2 в плоскости платформы 1 с помощью пазов 11 и фиксации в заданном положении с помощью винтов 13 дл  обеспечени  коррекции коэффициентов преобразовани  тензометрических узлов 2. 6 ил. (Л С п|п о ч| ю ю ю 4 The invention relates to mass and force measuring equipment and can be used to create precision weights, dynamometers for medical clinical diagnostic equipment. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy and simplify the electrical device (12). The force of the load placed on the load-carrying platform 1 is transmitted through the protrusion 12 of the body of each autonomous strain-gauge unit 2 to its elastic element 4. The deformation of the elastic elements 4, proportional to the load, is measured using strain gauges 5-8. The resulting signal of the measured parameter, obtained by sequential and consonant summing of the signals of autonomous strain gauge nodes 2 in the bridge or half-bridge circuit of the device, comes from the pins of the bridge to an external measuring device. The device provides for the possibility of radial movement of each of the supports 3 with the strain gauge assembly 2 in the plane of the platform 1 by means of the grooves 11 and fixing in a predetermined position with screws 13 to provide correction of the conversion factors of the strain gauge assemblies 2. 6 Il. (L S p | p about h | yu yu 4

Description

9 79 7

3 8 103 8 10

Фиг.11

Изобретение относитс  к массо-и си- лоизмерительной технике и может быть использовано , например, при создании прецизионных весов, динамометров дл  медицинской клинико-диагностической техники.The invention relates to mass and weight measuring techniques and can be used, for example, in creating precision scales, dynamometers for medical clinical diagnostic equipment.

Цель изобретени  - повышение точности измерений и упрощение электрической схемы многоопорного тензометрического устройства.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy and simplify the electrical circuit of a multi-support strain gauge device.

На фиг. 1 представлена конструктивна  схема трехопорного тензометрического устройства дл  измерени  массы; на фиг. 2 -то же, вид сверху; на фиг. 3 - функциональна  схема устройства; на фиг.4 и 5 - схемы соединени  тензорезисторов темзометри- ческих узлов в единую соответственно мостовую и полумостовую схемы; на фиг.б - график зависимости выходного сигнала устройства от деформации дл  предлагаемо- го и известного устройств.FIG. 1 is a schematic diagram of a three-support strain gage mass measurement device; in fig. 2 is the same, top view; in fig. 3 - functional device diagram; Figures 4 and 5 illustrate the connection of the strain gauges of the thermometric nodes into a single pavement and half bridge, respectively; FIG. 6 is a graph of the output signal of the device versus strain for the proposed and known devices.

Тензометрическое устройство (фиг. 1) состоит из грузовоспринимающей платформы и автономных тензометрических узлов 2, размещенных на опорах 3. Каждый тензо- метрический узел 2 содержит упругий элемент 4, например, в виде двухбалочной пружины, на котором установлены тензоре- зистивные преобразователи 5-8.The strain gauge device (Fig. 1) consists of a cargo-receiving platform and autonomous strain gauge nodes 2 placed on supports 3. Each strain gauge node 2 contains an elastic element 4, for example, in the form of a two-beam spring, on which tensor-resistance converters 5-8 are installed .

При этом, если прин ть тензорезисторы 5 и 6 (фиг. 1 и 3), размещенные на рабочих плечах 9 и 10 соответственно, каждого упругого элемента 4 за тензорезисторы с положительной девиацией сопротивлени , то соответствующие им тензорезисторы 7 и 8 будут иметь отрицательную девиацию сопротивлени  при приложении нагрузки к силовоспринимающией платформе 1.In this case, if we take the strain gauges 5 and 6 (Fig. 1 and 3), placed on the working arms 9 and 10, respectively, of each elastic element 4 for the strain gauges with positive resistance deviation, then the corresponding resistance strain gauges 7 and 8 will have a negative resistance deviation when a load is applied to a silo-sensing platform 1.

Опоры 3 с закрепленными на них автономными тензометрическими узлами 2 установлены по периферии силовосприни- мающей платформы 1 (фиг. 2) симметрично относительно ее геометрического центра 0 с возможностью перемещени  в плоскости приложени  усилий (в плоскости платформы 1) в направлении к геометрическому центру О платформы 1 и обратно, а также с возможностью фиксации в необходимом положении.The supports 3 with autonomous strain gauge units 2 fixed on them are mounted on the periphery of the power-receiving platform 1 (Fig. 2) symmetrically with respect to its geometric center 0 and can be moved in the plane of application of forces (in the plane of platform 1) towards the geometric center O of platform 1 and back, as well as with the possibility of fixation in the desired position.

Возможность перемещени  опор 3 с закрепленными на них автономными тензо- метрическими узлами 2 реализована путем выполнени  в платформе 1 направл ющих радиальных пазов 11 (по числу опор 3), равноудаленных от геометрического центра 0 платформы 1 и симметричных ему, в которые с малым зазором вход т выступы 12 корпусов тензометрических узлов 2.The possibility of moving the supports 3 with autonomous strain-measuring nodes 2 fixed on them is realized by making in the platform 1 of the guide radial grooves 11 (according to the number of the supports 3) equidistant from the geometric center 0 of the platform 1 and symmetric to it, in which the protrusions of the 12 buildings tensometric nodes 2.

В устройстве с трехопорной платформой 1 пазы 11 расположены в вершинах равностороннего треугольника, равноудаленных от центра 0 платформы 1, причем оси пазов 11 совмещены с направлением (хетветствующих им радиусов платформы 1. Длина пазов 11 выбираетс  с учетом возможного начального технологического разброса характеристик упругих элементов 4 и тензорезисторов 5-8 отдельных тензоузлов 2 и лежит в пределах 1-2 % от величины соответствующего радиуса.In a device with a three-support platform 1, the grooves 11 are located at the vertices of an equilateral triangle equidistant from the center 0 of the platform 1, and the axes of the grooves 11 are aligned with the direction (the corresponding radii of the platform 1. The length of the grooves 11 is selected taking into account the possible initial technological variation of the characteristics of the elastic elements 4 and strain gauges 5-8 individual strain nodes 2 and lies within 1-2% of the corresponding radius.

Возможность фиксации положени  опор 3 с автономными тензометрическими узлами 2 реализуетс  посредством фикси- рующих винтов 13 (или гаек).The possibility of fixing the position of the supports 3 with autonomous strain gauge units 2 is realized by means of fixing screws 13 (or nuts).

Тензорезисторы 5-8 всех автономных тензометрических узлов 2 соединены в единую мостовую (полумостовую) схему (фиг. 4 и 5), причем тензорезисторы 5 с положительной дзвиацией сопротивлени  всех автономных узлов 2 включены последовательно в одно плечо моста, в противолежащее плечо которого также включены последовательно соединенные тензорезисторы б с положительной девиацией сопротивлени  всех автономных узлов 2, а в смежные с ними плечи моста включены, соответственно, все тензорезисторы 7 и все тензорезисторы 8 с противоположным знаком девиации сопротивлени .The strain gauges 5-8 of all autonomous strain gauge nodes 2 are connected into a single pavement (half-bridge) circuit (Fig. 4 and 5), and the strain gauges 5 with positive dividing resistance of all autonomous nodes 2 are connected in series to one shoulder of the bridge, the opposite shoulder of which is also connected in series connected resistance strain gauges b with positive deviation resistance of all autonomous nodes 2, and adjacent bridge arms include, respectively, all strain gauges 7 and all strain gauges 8 with the opposite sign devi tion resistance.

Таким образом, каждому плечу моста (полумоста) принадлежат тензорезисторы всех автономных теизоузлов 2, причем в каждом плече они имеют последовательное и одинаковое по знаку девиации сопротивлени  включение, а смежные плечи моста ( полумоста) различаютс  по знаку девиации сопротивлени , образующих их тензорезисторов. Мостова  или полумостова  схемы работают с источником 14 питани .Thus, each bridge arm (half-bridge) of the strain gauges of all autonomous teuzouzl 2, and each shoulder have a consistent and equal on resistance sign of the resistance, and the adjacent shoulders of the bridge (half-bridge) are distinguished by the sign of the deviation of the resistance of the strain gages. Bridges or half-bridge circuits operate with a source of 14 power.

При наладке устройства а процессе его сборки осуществл ют коррекцию коэффициента преобразовани  в каждом автономном тензометрическом узле 2. Дл  этого на врем  коррекции коэффициентов преобразовани  тензорезисторы 5-8 каждого автономного узла 2 соедин ют в свою мостовую схему. Нагружают платформу 1 калиброванными грузам/., обеспечива  равные приращени  массы, При каждой конкретной нагрузке измер ют выходные сигналы по каждому из автономных узлов 2 и сопоставл ют их между собой. Дл  получени  одинаковых величин коэффициентов преобразовани  автономных узлов 2 их перемещают вместе с опорой 3 вдоль геометрического радиуса платформы 1 скольжением выступа 12 в направл ющем пазу 11, добива сь равных величин приращени  выходных сигналов этих узлов в процессе нагружен.и . Затем положени  автономныхWhen setting up the device during its assembly, the conversion coefficient in each autonomous strain gauge unit 2 is corrected. To do this, the strain gages 5–8 of each autonomous unit 2 are connected to their bridge circuit for the correction time of the conversion factors. Platform 1 is loaded with calibrated weights (.), Providing equal increments of mass. For each specific load, output signals are measured for each of the autonomous units 2 and compared with each other. To obtain the same values of the conversion factors of the autonomous units 2, they are moved together with the support 3 along the geometric radius of the platform 1 by sliding the protrusion 12 in the guide groove 11 to achieve equal values of the increment of the output signals of these nodes during loading. Then the position of autonomous

узлов 2 с опорами 3 фиксируют винтами 13, а тензорезисторы 5-8 всех автономных узлов 2 соедин ют в мостовую (полумостовую ) схему (фиг. 4 и 5).nodes 2 with supports 3 are fixed with screws 13, and strain gauges 5–8 of all autonomous nodes 2 are connected to a bridge (half bridge) circuit (Fig. 4 and 5).

На фиг. 6 заштрихована область распо- 5 ложени  характеристически ЛU2(AI)отдельного тензоузла при перемещении его направлении к геометрическому центру 0 плат: формы 1 иобратно по направл ющему пазу 11. Ширина области, соответствующа  дли- 10 не паза 11. лежит в пределах приблизительно ± 2 % от номинального значени  крутизны преобразовани  тензоузла.FIG. 6 shaded the area of the characteristic 5U2 (AI) of a separate tensing node when moving its direction to the geometric center 0 of the board: form 1 and back along the guide groove 11. The width of the region corresponding to the length of 10 not the groove 11. lies within approximately ± 2 % of the nominal value of the slope conversion.

Устройство работает следующим образом .15The device works as follows .15

Груз (например, кровать с пациентом) помещают на платформу 1, стара сь расположить его ближе к геометрическому центру О платформы. Усилие, воспринимаемое платформой 1, передаетс  через выступ 12 корпу- 20 са каждого автономного тензометрического узла 2 на его упругий элемент 4.A load (for example, a bed with a patient) is placed on platform 1, trying to locate it closer to the geometric center of the O platform. The force perceived by the platform 1 is transmitted through the protrusion 12 of the housing of each autonomous strain gauge assembly 2 to its elastic element 4.

Деформаци  упругих элементов 4, пропорциональна  нагрузке, измер етс  с помощью тензорезисторов 5-8, преобразующих 25 деформацию в электрический сигнал.The deformation of the elastic elements 4, proportional to the load, is measured using strain gages 5-8, which convert 25 the deformation into an electrical signal.

Результирующий дл  всех автономных узлов 2 сигнал информации об измер емой массе (усилии), полученный путем последовательного и согласного суммировани  сиг- 30 налов отдельных тензоузлов 2 в мостовой (полумостовой) схеме устройства, поступает с выводов AUS моста (полумоста) к внешнему измерительному устройству, осуществл ющему при необходимости уси- 35 ление выходного сигнала и преобразование его в необходимую форму.The result of the information on the measured mass (force) for all autonomous units 2, obtained by sequentially and consistently summing the signals of the individual tensor nodes 2 in the bridge (half-bridge) circuit of the device, comes from the AUS bridge (half-bridge) terminals to if necessary, amplifying the output signal and converting it into the required shape.

Результирующее напр жениесигналаД Ц сформированное путем последоваг тельного и согласного суммированни  40 напр жений AU| отдельных автономных измерительных узлов 2, равно -AU,,The resultant marriage signal D formed by successive and consonant summation of 40 voltages AU | separate autonomous measuring nodes 2, equal to -AU,

где т - количество измерительных узлов в системе.where t is the number of measuring nodes in the system.

С учетом того. что. ДU| n ДН ( . получаемSubject to that. what. DU | n nam (. we get

-ARi -tJ, -ARi -tJ,

где т-п.50where t.p.50

Учитыва , что коэффициент преобразовани  устройстваConsidering that the device conversion rate

ли таг55 whether tag55

KnKn

где Im -величина линейной деформации упругого элемента, достигаемый выигрыш А в увеличении коэффициента преобразовани , как отношение коэффициентов преобразовани  в предлагаемой Кп(п) и известной Кп(и) измерительных системах, будетwhere Im is the magnitude of the linear deformation of the elastic element, the achieved gain A in increasing the conversion coefficient, as the ratio of the conversion coefficients in the proposed Kn (n) and known Kn (and) measurement systems, will be

- ) К„(и) -) To „(and)

Ic-ARi -3 n ARi -3 AlnIc-ari -3 n ari -3 aln

rn rn

Таким образом, тензометрическое устройство без привлечени  дополнительных технических средств обеспечивает в сравнении с известным m-кратное увеличение результирующего коэффициента преобразовани  Кп при одинаковых с известным устройством величине упругой деформации и токе питани  тензорезисторов с обеспечением возможности коррекции наклона характеристики преобразовани  усилие-капрлжение сигнала отдельного измерительного узла.Thus, the strain gauge device, without the use of additional technical means, provides, in comparison with the known m-fold increase in the resultant conversion factor Kp, with the same amount of elastic deformation and feed current of the resistance strain gages with the possibility of correcting the slope of the characteristic of the measuring unit.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Тензометрическое устройство, содержащее многоопорную симметричную силовоспринимающую платформу с автономными тензометрическими узлами в виде упругих элементов, размещенных в опорах и тензопреобразователи с противоположными знаками девиации сопротивлени  на каждом рабочем плече упругого элемента, включенные в мостовые схемы, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений и упрощени  электрической схемы устройства, тензопреобразователи автономных тен- зометрических узлов соединены в единую мостовую или полумостовую схемы, в каждом плече мостовой схемы равное количество тензопреобразователей каждого автономного тензометрического узла соединены последовательно и одинаково по знаку девиации сопротивлений, а в смежных плечах схемы размещены тензопреобразователи с противоположными знаками девиации сопротивлений, при этом каждый упругий элемент с опорой установлен с возможностью радиального перемещени  в плоскости платформы и фиксации его положени .A strain gauge device containing a multi-support symmetrical power-receiving platform with autonomous strain gauge nodes in the form of elastic elements placed in supports and strain gauges with opposite signs of resistance deviation on each working arm of the elastic element included in bridge circuits, characterized in that, in order to improve the accuracy of measurements and simplify the electrical circuit of the device, strain gauges of autonomous tensometric nodes are connected into a single bridge or half bridge circuits, in each arm of the bridge circuit an equal number of strain gauges of each autonomous strain gauge assembly are connected in series and equally according to the sign of resistance deviation, and adjacent straps of the circuit are placed strain gauges with opposite resistance deviation signs, with each elastic element supported with radial displacement in the plane platform and fixing its position. //// 1313 11eleven 1515 1515 11eleven 1 5 51 5 5 //// vv щu Xy 3S3S ////А ////BUT X1X1 / // /////w/////////////// 13873873/ // ///// w /////////13873873 Фиг. 2FIG. 2 UU МиMi SS Ы,S X1X1 0to.J0to.J Фие.5FI.5
SU894753487A 1989-10-27 1989-10-27 Strain-measuring device SU1679224A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894753487A SU1679224A1 (en) 1989-10-27 1989-10-27 Strain-measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894753487A SU1679224A1 (en) 1989-10-27 1989-10-27 Strain-measuring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1679224A1 true SU1679224A1 (en) 1991-09-23

Family

ID=21476718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894753487A SU1679224A1 (en) 1989-10-27 1989-10-27 Strain-measuring device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1679224A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2518097C1 (en) * 2012-11-27 2014-06-10 Закрытое Акционерное Общество "Весоизмерительная Компания "Тензо-М" Method of multisupport weighing

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 353159. кл. G 01 L 1/22, 1970. Полунов Ю.П., Гальченко В.Д. Цифровые измерительно-управл ющие устройства тензометрических весов и дозаторов. -М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 82-85, рис. 4.1. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2518097C1 (en) * 2012-11-27 2014-06-10 Закрытое Акционерное Общество "Весоизмерительная Компания "Тензо-М" Method of multisupport weighing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2582886A (en) Differential load weighing device
US3576128A (en) Half bridge moment desensitization of parallelogram-type beams
ES2010991T3 (en) PROCEDURE FOR CONTRACTING A FORCE OR MOMENT MEASURING DEVICE AND CORRESPONDING DEVICE.
SU1679224A1 (en) Strain-measuring device
US5379653A (en) Force measuring device
EP0162042A1 (en) Weight scales and strain gauge assemblies useable therein
RU2819553C1 (en) Strain gage force sensor
SU1566235A1 (en) Dynamometer
SU1569622A1 (en) Pressure instrument transducer
SU859795A1 (en) Apparatus for measuring displacement
SU620847A1 (en) Force-measuring device
SU1483293A1 (en) Magnetoelastic force transducer
SU1649314A1 (en) Tensoresistor force sensor
Fritz et al. Mass and Weight
SU536409A1 (en) Load cell sensor
SU838474A1 (en) Torque loading device
SU568854A1 (en) Dynamometer
SU932269A1 (en) Balance
SU640213A1 (en) Acceleration sensor with frequency output
JPH0531729B2 (en)
SU767575A1 (en) Elastic sensing member
SU972286A1 (en) Device for graduating dynamometers having two support bases
SU664058A1 (en) Force sensor
SU580469A2 (en) Transformer-type pressure sensor
SU1703987A1 (en) Method of measuring deformation of parts and stability of balance flexible bearings