SU1760393A1

SU1760393A1 - Force-measuring resistance strain transducer

Info

Publication number: SU1760393A1
Application number: SU904854827A
Authority: SU
Inventors: Владимир Федорович Семенюк; Виктор Евгеньевич Морозовский; Андрей Юрьевич Хусаинов; Анатолий Иванович Кравченко; Халида Абдуловна Жмуйда
Original assignee: Одесский Политехнический Институт
Priority date: 1990-05-22
Filing date: 1990-05-22
Publication date: 1992-09-07

Abstract

Сущность изобретени : силоизмери- тельный тензодатчик содержит два упругих элемента 1 и 2, силоввод щий элемент 7, втулку 6 и дополнительный корпус с перемычкой 5. Упругие элементы содержат сило- воспринимающие и опорные части, а втулка 6 и перемычка 5 расположены между сило- воспринимающими и опорными част ми соответственно , 1 ил.SUMMARY OF THE INVENTION: The force-loading strain gauge contains two elastic elements 1 and 2, a force-bearing element 7, a sleeve 6 and an additional body with a bridge 5. The elastic elements contain the force-receiving and supporting parts, and the sleeve 6 and the jumper 5 are located between the force-receiving and supporting parts, respectively, 1 sludge.

Description

Изобретение относитс к силоизмери- тельной технике и может быть использовано дл измерени с высокой точностью сил, в том числе и знакопеременных.The invention relates to a load measuring technique and can be used to measure with high accuracy forces, including alternating signs.

Известно силоизмерительное устройство , прин тое в качестве аналога, в котором два тензодатчика сжати , предварительно поджатые к силовоспринимающей плите, работают по схеме догрузка-разгрузка.A load-measuring device, adopted as an analogue, is known in which two compression load cells, preloaded to the force-bearing plate, operate according to the load-unloading scheme.

Недостатком аналога вл етс громоздкость , многодетальность и, как следствие, низка надежность. Кроме того, в прототипе при отсутствии измер емого усили упругие элементы и тензорезисторы, размещенные на них, нагружены на величину, составл ющую больше половины рабочей нагрузки, что не позвол ет получить большие значени коэффициента передачи дл устройства.The disadvantage of the analog is cumbersome, multi-part and, as a result, low reliability. In addition, in the prototype, in the absence of a measured force, the elastic elements and resistance strain gages placed on them are loaded by an amount of more than half the working load, which does not allow obtaining large values of the transmission coefficient for the device.

Известен тензорезисторный датчик силы , прин тый в качестве прототипа, в котором использованы два упругих элемента, выполненные в форме тела вращени , поджатые центральными оболочками к торцам буртика на силоввод щей части с помощью нажимной гайки, воздействующей на опорную часть одного из упругих элементов при одновременном упоре опорной части другого упругого элемента в дно корпуса.A strain gauge force sensor, adopted as a prototype, is known. It uses two elastic elements made in the form of a body of rotation, pressed by the central shells to the ends of the shoulder on the drive part using a pressure nut acting on the support part of one of the elastic elements while simultaneously supporting The supporting part of the other elastic element in the bottom of the body.

В прототипе решена задача снижени многодетальности и повышени надежности , что вл етс его достоинством. Но и ему присущи недостатки, Один из них заключа- ет в трудности обеспечени предварительной напр женности упругих элементов, даже при условии использовани мелкой резьбы и сохранени стабильной величины зат жки, особенно дл малогрузных датчиков . В прототипе, как и в аналоге, невозможно получить значени коэффициентов передачи без опасности механической перегрузки тензорезисторов.The prototype solved the problem of reducing the large details and increasing reliability, which is its advantage. But it also has its drawbacks. One of them is the difficulty of ensuring the preliminary tension of elastic elements, even with the use of a fine thread and maintaining a stable tightening value, especially for slow load sensors. In the prototype, as in the analogue, it is impossible to obtain the values of the transfer coefficients without the danger of mechanical overload of the strain gages.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерений и чувствительности .The aim of the invention is to improve the measurement accuracy and sensitivity.

Эта цель достигаетс тем, что силоизме- рительный тензодатчик с двум статически нагруженными упругими элементами снабжен втулкой и дополнительным корпусом с перемычкой, при этом втулка и перемычка расположены соответственно между сило- воспринимающими и опорными част ми упругих элементов, поджатых к втулке силой Р,равнойThis goal is achieved by the fact that the force-measuring strain gauge with two statically loaded elastic elements is equipped with a sleeve and an additional body with a jumper, while the sleeve and jumper are located respectively between the force-sensing and supporting parts of the elastic elements pressed to the sleeve by force P equal to

Р (1.5-3)Рщах.Р (1.5-3) Рщах.

где Ртах - максимальна измер ема сила.where Ptah is the maximum measured force.

Чи-1Chi-1

ЈJ

VIVI

Os О 00 ЮOs О 00 Ю

СОWITH

Конструкци тензодатчика представлена на чертеже. Он включает упругие элементы 1 и 2, на подрезисторных выступах которых размещены тензорезисторы 3 и 4, дополнительный корпус 5, перемычка которого сопр жена с опорными част ми упругих элементов, втулку 6, силоввод щую часть 7, гайки 8, основной корпус 9, стопорную гайку 10, мембрану 11.The design of the load cell is shown in the drawing. It includes elastic elements 1 and 2, on subresistor ledges of which are placed strain gauges 3 and 4, an additional body 5, the jumper of which is matched with the supporting parts of the elastic elements, sleeve 6, power supply part 7, nuts 8, main body 9, lock nut 10, the membrane 11.

Собираетс и работает датчик следующим образом.The sensor is assembled and operated as follows.

Два упругих элемента сопр гаютс опорными част ми с торцами перемычки дополнительного корпуса 5, при размещенной между ними втулке 6, и с помощью силовво- д щей части 7 и гаек 8 ст гиваютс силоеос- принимающими част ми с выборкой зазора до упора в торцы втулки 6, После этого на подрезисторных выступах упругих элементов размещаютс тензорезисторы 3 и 4. Затем дополнительный корпус 5 с комплектующимиTwo elastic elements match the supporting parts with the ends of the lintels of the additional body 5, with the sleeve 6 placed between them, and with the help of the force-bearing part 7 and the nuts 8 are pulled together with the receiving parts with a gap sample to the end of the sleeve 6. Then, on the subresistor protrusions of the elastic elements, strain gages 3 and 4 are placed. Then an additional body 5 with accessories

I,2, 3, 4, 7 и 8 устанавливаетс в основной корпус 9 и фиксируетс в нем нажимной гайкой 10. От внешней среды рабоча полость тензодатчика герметизируетс мембранойI, 2, 3, 4, 7 and 8 is installed in the main body 9 and fixed in it by a pressure nut 10. From the external environment, the working cavity of the load cell is sealed by a membrane

I1.При действии измер емого усили Р упругие элементы прогибаютс в одном направлении , но при этом один из них догружаетс к усилию предварительной зат жки, а второй разгружаетс на ту же величину, что обуславливает раст жение тензорезисторов на подрезисторных выступах разгружаемого упругого элемента и сжатие тензорезисторов на подрезисторных выступах догружаемого элемента.I1.With the action of the measured force P, the elastic elements deflect in one direction, but one of them is added to the pre-tightening force, and the second is unloaded by the same amount, which causes the strain resistances on the subresistor projections of the elastic element to be unloaded and the strain resistances are stretched on the subresistor tabs of the reloadable element.

Ввиду того, что тензорезисторы размещаютс на упругих элементах после предва- рительного статического нагружени последних, они могут испытывать такие жеDue to the fact that the strain gauges are placed on the elastic elements after the preliminary static loading of the latter, they may experience the same

деформации, как и в случае размещени на одном предварительно ненагруженном элементе , и тем самым обеспечить наиболее высокое значение коэффициента передачи,deformation, as in the case of placement on a single pre-loaded element, and thereby ensure the highest value of the transmission coefficient,

приемлемого дл упругого элемента.acceptable for the elastic element.

Предварительное нагружение упругих элементов, осуществл емое ст жкой до упора в торцевые поверхности регулировочной втулки, исключает необходимость контрол The preloading of elastic elements, carried out by the clamp to the stop in the end surfaces of the adjusting sleeve, eliminates the need to control

за степенью предварительного нагружени упругих элементов. Использование усили зат жки , в 1,5-3 раза превышающее номинальное значение измер емой силы, повышает контактную жесткость стыков и гарантируетbeyond the degree of preloading of elastic elements. The use of tightening forces, 1.5–3 times the nominal value of the measured force, increases the contact stiffness of the joints and guarantees

их нераскрытие при любой практически возможной холодной ползучести в резьбе силов- вод щей части 7 и гаек 8.their non-disclosure at any practically possible cold creep in the thread of the force-bearing part 7 and nuts 8.

Техническими преимуществами датчика вл ютс высока точность измерений иThe technical advantages of the sensor are high measurement accuracy and

чувствительность.sensitivity.

Claims

Invention Formula load cell, comprising a housing, two statically loaded

elastic elements with strain gauges, made in the form of rotation bodies with supporting parts located along the edges of elastic elements, and silo-sensitive parts in the center, a power supply element with nuts and a membrane, characterized in that, in order to increase accuracy and sensitivity, provided with a sleeve and an additional body with a jumper, with the sleeve and jumper located respectively

between the force-bearing and supporting parts of the elastic elements, pressed to the sleeve by a force P equal to

P (1.5-3) Pmax,

where Rmax is the maximum measured force.