SU1742649A1 - Тензорезисторный датчик силы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к силоизмери- тельной технике. Целью изобретени   вл етс  уменьшение нелинейности и повышение осевой жесткости датчика. В датчике силы упругий элемент выполнен в виде двух коаксиально расположенных кольцевых оболочек, имеющих цилиндрические опорные участки и конические деформируемые участки, сопр женные с деформируемым цилиндрическим участком, на наружной поверхности которого размещены тензорезисторы, при этом одни цилиндрические опорные участки оболочек соединены между собой, другой цилиндрический опорный участок наружной оболочки жестко соединен с корпусом, а внутренней оболочки - с силоввод щим элементом Б конических деформируемых участках кольцевых оболочек выполнены осесимметрич- ные равномерно расположенные отверсти  1 з п ф-лы, 1 ил. сл

Description

Изобретение относитс  к силоизмери- тельной технике и может быть использовано дл  измерений с высокой точностью сил малого номинала.

Известен тензорезисторный датчик силы , у которого упругий элемент выполнен в форме тела вращени , в котором цилиндрическа  часть, на наружной поверхности которой размещены тензорезисторы, сопр гаетс  с двум  коническими кольцевыми пластинами, развернутыми вершинами в разные стороны и нагружаемые в центральной части

Однако этот датчик не позвол ет реализовать измерительную мостовую схему с четырьм  активными тензорезисторами, так как все они получают приращение деформации одного знака

Известен тензорезисторный датчик п, лы, в котором упругий элемент выполнен в виде сильфона, на выпуклых и вогнут ых част х наружной поверхности которого размещены тензорезисторы. В известном датчике возможна реализаци  мостовой схемы с че.ырьмч активными тензоре - сторами,так кактензорезисторы на выпуклой и вогнутой част х сильфина будут испытывать приращение деформаций разных знаков, при его нагружении осевой силой .

Однако такой упругий элемент обладает  рко выраженной нелинейностью, так как в процессе работы происходит изменение с одним знаком кривизны участков размещени  тензорезисторов,

Ь.

кэ

Целью изобретени   вл етс  уменьшение нелинейности тензодатчика и повышение его жесткости.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в тензорезисторном датчике силы, содержа- щем размещенные в корпусе с защитной мембраной упругий элемент с тензорези- сторами и силоввод щий элемент, упругий элемент выполнен в виде двух коаксиально расположенных кольцевых оболочек, состо-  щих из цилиндрических опорных участков и конических деформируемых участков, каждый из которых сопр жен с деформируемым цилиндрическим участком, на наружной поверхности каждого из которых размещены тензорезисторы, при этом одни цилиндрические опорные участки оболочек соединены между собой, другой цилиндрический опорный участок наружной оболочки жестко соединен с корпусом, а внутренней оболочки - с силоввод щим элементом.

С целью повышени  осевой жесткости датчика в конических деформируемых участках кольцевых оболочек выполнены осе- симметричные равномерно расположенные отверсти .

На чертеже представлена конструкци  датчика.

Тензорезисторный датчик силы содержит наружную 1 и внутреннюю 2 кольцевые оболочки, кажда  из которых имеет опорные цилиндрические участки, конические деформируемые участки и цилиндрический деформируемый участок, на наружных поверхност х которых размещены тензорези- сторы 3 и 4. Одни опорные цилиндрические участки сопр жены между собой через жесткие стакан 5 и опорное кольцо 6, с зат жкой последнего винтом 7. Другим цилиндрическим опорным участком наружна  кольцева  оболочка сопр жена с корпусом 8 с фиксацией от радиального перемещени  кольцом 9, а внутренн   цилиндрическа  оболочка сопр жена с силоввод щей частью 10 с помощью фиксатора 11 и гайки 12. От внешней среды со стороны силоввод щей части 10 датчик герметизирован с помощью мембраны 13, краевые участки которой фиксируютс  кольцами 14 и 15, а с другой стороны на корпусе навинчена крышка 16.

Датчик работает следующим образом.

Под действием измер емой силы F си- ловвод ща  часть 10 нагружает внутреннюю кольцевую оболочку 2 раст гивающим

усилием, а наружную кольцевую оболочку 1 ввиду заклинивани  их опорных цилиндрических участков в стакане 5 с помощью опорного кольца 6 - сжимающим усилием. При этом тензорезисторы 3 испытывают приращение деформаций раст жени , а тензорезисторы 4 - сжати , что позвол ет реализовать мостовую схему с четырьм  активными тензорезисторами. При этом нелинейности характеристик каждой кольцевой оболочки имеют разные знаки и при суммировании взаимно нейтрализуютс .

Ввиду того, что при малых углах а и толщинах стенки кольцевых оболочек д, резко возрастает прогиб конических участков, а следовательно, и осева  податливость датчика , введена перфораци  конических участков , что позвол ет увеличить толщину стенок конических частей, уменьшить их прогиб и увеличить осевую жесткость датчика .

Техническим преимуществом предлагаемого технического решени  по сравнению с известными  вл етс  уменьшение нелинейности тензодатчика и повышение его жесткости ,

Claims (2)

1.Тензорезисторный датчик силы, содержащий размещенные в корпусе с защитной мембраной упругий элемент с тензорезисторами и силоввод щий элемент , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  нелинейности тензодатчика, упругий элемент выполнен в виде двух коаксиально расположенных кольцевых оболочек , состо щих из цилиндрических опорных участков и конических деформируемых участков , каждый из которых сопр жен с деформируемым цилиндрическим участком, на наружной поверхности каждого из которых размещены тензорезисторы, при этом одни цилиндрические опорные участки оболочек соединены между собой, другой цилиндрический опорный участок наружной оболочки жестко соединен с корпусом, а внутренней оболочки - с силоввод щим .элементом ,

2.Датчик поп. 1,отличающийс  тем, что, с целью повышени  осевой жесткости датчика, в конических деформируемых участках кольцевых оболочек выполнены осесимметричные равномерно расположенные отверсти .