SU1742647A1

SU1742647A1 - Force sensor

Info

Publication number: SU1742647A1
Application number: SU894769215A
Authority: SU
Inventors: Виктор Евгеньевич Морозовский; Владимир Федорович Семенюк; Анатолий Иванович Кравченко
Original assignee: Одесский Политехнический Институт
Priority date: 1989-10-30
Filing date: 1989-10-30
Publication date: 1992-06-23

Abstract

Изобретение относитс к силоизмери- тельной технике и может быть использовано дл измерени с высокой точностью знакопеременных сил малого номинала. При измерении , например, сжимающей силы, приложенной к силоввод щей части 1, упругие элементы 2, 9 и 11, наход щиес в статически напр женном состо нии, частично разгружаютс , а упругие элементы 3, 5 и 7 частично догружаютс , в результате чего тен- зорезисторы 6 и 8 испытывают приращение деформаций раст жени , а тензорезисторы 10 и 12 - деформаций сжати . 1 ил.The invention relates to load measuring technique and can be used to measure with high accuracy the alternating forces of small denomination. When measuring, for example, the compressive force applied to the force-carrying part 1, the elastic elements 2, 9 and 11, which are in a statically stressed state, are partially unloaded, and the elastic elements 3, 5 and 7 are partially loaded, resulting in a ten —Joods 6 and 8 experience an increase in tensile deformations, and strain gauges 10 and 12 - compressive deformations. 1 il.

Description

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения с высокой точностью сил малого номинала, в том числе и знакопеременных.The invention relates to load-measuring equipment and can be used to measure with high accuracy the forces of small nominal value, including alternating ones.

Известно измерительное устройство, в котором два тензорезисторных датчика сжатия поджаты с помощью стяжных шпилек к силовоспринимающей плите с усилием не менее половины от номинального .A measuring device is known in which two strain gauge compression sensors are tightened by means of tie rods to a force-sensing plate with a force of at least half of the nominal.

Недостатками устройства являются многодеятельность, громоздкость конструкции, уменьшение коэффициента передачи, чувствительность к холодной ползучести элементов конструкции.The disadvantages of the device are multi-activity, bulkiness of the structure, reduction of the transmission coefficient, sensitivity to cold creep of structural elements.

Известен датчик силы, в котором два упругих элемента с изгибаемыми несущими частями стянуты по опорным поверхностям с помощью гайки и корпуса, а их силовоспринимающие части оперты на торцы буртика силовводящей части. При этом тензорезисторы размещены на цилиндрических поверхностях выступов изгибаемых частей упругих элементов и усилие предварительной затяжки составляет более половины номинального.A known force sensor, in which two elastic elements with flexible curved bearing parts are pulled along the supporting surfaces with a nut and a housing, and their power-receiving parts are supported on the ends of the shoulder of the power-leading part. In this case, the strain gauges are placed on the cylindrical surfaces of the protrusions of the bent parts of the elastic elements and the pre-tightening force is more than half the nominal.

Недостатки известного датчика снижение коэффициента передачи, нечувствительность к холодной ползучести силонагруженных элементов, удобство настройки датчика.The disadvantages of the known sensor is a decrease in the transmission coefficient, insensitivity to cold creep of heavily loaded elements, the convenience of the sensor settings.

Целью изобретения является повышение чувствительности за счет увеличения жесткости при измерении знакопеременных усилий.The aim of the invention is to increase the sensitivity by increasing stiffness when measuring alternating forces.

Указанная цель достигается тем, что в датчик силы, содержащий размещенные в корпусе с защитной мембраной два предварительно сжатых упругих элемента, силовводящий элемент и тензорезисторы, введены четыре предварительно растянутых попарно в противоположные стороны упругих элемента, соединяющих силовводящий элемент с корпусом, на которых размещены тензорезисторы.This goal is achieved by the fact that four pre-stretched elastic elements connecting the power input element with the housing on which the strain gages are placed, are introduced into the force sensor, which contains two pre-compressed elastic elements, a force-introducing element and strain gages placed in a case with a protective membrane.

Представлена конструкция датчика.The design of the sensor is presented.

Датчик включает силовводящую часть 1, к центральной части которой поджаты с предварительным натягом упругие элементы 2 и 3. Силовводящий элемент 1 соединен с корпусом 4 при помощи четырех предва рительно растянутых попарно в противоположные стороны упругих элемента 5, 7, 9 и 11с размещенными на них тензорезисторами 6, 8, 10 и 12. Так как упругий элемент 3 упирается в донную часть корпуса 4, то упор упругого элемента 2 в донную часть нажимной шайбы 13 с последующей фиксацией с помощью стопорного кольца 14 обеспечивает заданную статическую напряженность упругих элементов 2 и 3.The sensor includes a power-supplying part 1, to the central part of which elastic elements 2 and 3 are preloaded. The power-supplying element 1 is connected to the housing 4 by four strain gauges preliminarily stretched in pairs on opposite sides of the elastic elements 5, 7, 9 and 11c 6, 8, 10, and 12. Since the elastic element 3 abuts against the bottom of the housing 4, the emphasis of the elastic element 2 on the bottom of the pressure washer 13, followed by fixing with the snap ring 14, provides a predetermined static tension elastic elements 2 and 3.

Датчик работает следующим образом.The sensor operates as follows.

При измерении сжимающей силы Р, приложенной ксиловводящей части 1, упругие элементы 2, 9 и 11, находящиеся в статически напряженном состоянии, частично разгружаются, а упругие элементы 3, 5 и 7 частично догружаются. В результате тензорезисторы 6 и 8 испытывают приращение деформаций растяжения, а тензорезисторы 10 и 12 - приращение деформаций сжатия.When measuring the compressive force P applied to the xyl-leading part 1, the elastic elements 2, 9 and 11, which are in a statically stressed state, are partially unloaded, and the elastic elements 3, 5 and 7 are partially loaded. As a result, the strain gauges 6 and 8 experience an increment of tensile deformations, and the strain gauges 10 and 12 experience an increment of compression strains.

При измерении растягивающей нагрузки Р разгружаемые и догружаемые упругие элементы меняются местами и, как следствие, изменяются знаки приращения деформаций на тензорезисторах. Поэтому датчик позволяет реализовать схему полного электрического моста с четырьмя активными тензорезисторами.When measuring the tensile load P, the unloaded and loaded elastic elements change places and, as a result, the signs of the strain increment on the strain gauges change. Therefore, the sensor allows you to implement a full electric bridge circuit with four active strain gauges.

В предлагаемой конструкции датчика основные упругие элементы работают на изгиб, а тензорезисторы работают в режиме растяжения с направлением перемещений вдоль линии действия измеряемой силы, что позволяет резко ограничить эти перемещения и тем самым повысить чувствительность за счет увеличения жесткости при измерении знакопеременных усилий.In the proposed sensor design, the main elastic elements work in bending, and strain gauges work in tension mode with the direction of displacements along the line of action of the measured force, which can sharply limit these displacements and thereby increase sensitivity by increasing stiffness when measuring alternating forces.

Claims

Claim

A force sensor comprising two pre-compressed elastic elements, a power-conducting element and strain gauges located in a housing with a protective membrane, characterized in that, in order to increase sensitivity by increasing axial stiffness when measuring alternating forces, four previously stretched in pairs in opposite directions are inserted into it elastic elements connecting the power-conducting element with the housing on which the strain gauges are placed.