SU526785A1 - Тензорезисторный датчик силы - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области силоизмерительной техники и может быть использовано в весе- и силоизмерительных приборах.

Известен тензорезисторный датчик силы, содержащий упругий элемент в виде консольной балки с поперечным отверстием у защемленного конца и моста тензорезисторов, размещенных на внутренней поверхности отверсти  2.

Однако наличие в зоне расположени  тензорезисторов паразитных деформаций изгиба и сдвига уменьшает точность измерений; кроме того, размещение тензорезисторов внутри отверсти , вне зоны максимальных деформаций , снижает чувствительность и усложн ет конструкцию датчика.

Наиболее близким по конструкции и принципу действи   вл етс  тензорезисторный датчик силы, содержащий упругий элемент в виде консольной балки с двум  взаимно перпендикул рными поперечными отверсти ми у защемленного конца и тензорезисторы 1.

Однако в этом датчике за счет поступательного вертикального смещени  силовоспринимающего конца балки на полезную деформацию раст жени -сжати  рабочих перемычек накладываютс  паразитные деформации изгиба и сдвига, уменьшающие точность измерени .

Цель изобретени  - повышени  точности измерени .

Цель достигаетс  тем, что в полости, образованной отверсти ми, установлен упругий шарнир в виде тонкой ленты, перпендикул рной к продольной оси балки, причем ось вращени  шарнира совпадает с осью отверсти , перпендикул рного к направлению измер емой силы, а база тензорезисторов составл ет 0,1-0,5 диаметра отверсти , ось которого параллельна направлению измер емого усили .

На фиг. 1 изображен тензорезисторный датчик силы, общий вид с частичным вырезом

консольной балки; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Тензорезисторный датчик силы состоит из консольной балки 1, выполненной за одно целое с основанием 2. У заделки в балке 1 выполнены поперечное отверстие 3 и отверстие 4, ось которого параллельна направлению измер емого усили  Р и проходит через точку пересечени  продольной оси балки с осью отверсти  3. В зонах наименьшего поперечного

сечени  5 размещены тензорезисторы 6-9, соединенные по схеме измерительного моста. В балке выполнено также вспомогательное отверстие 10, в котором установлен упругий шарнир, состо щий из двух цилиндров 11 и

12, соединенных тонкой ленточной перемычкой 13. Цилиндры 11 и 12 жестко св заны с телом балки.

Тензорезисторный датчик силы работает следующим образом.

Измер емое усилие Р вызывает деформацию изгиба в балке 1, т. е. раст жение на верхней и сжатие на нижней плоскост х балки , причем эти деформации максимальны около отверсти  3. Концентратор напр жений - отверстие 4 - перераспредел ет деформации таким образом, что на поверхност х балки по вл ютс  четко выраженные зоны повышенных деформаций (на чертеже ограничены пунктирными лини ми 14 и 15), снаружи от которых деформации резко уменьшаютс  практически до нул .

При размеидении концов решетки тензорезисторов в разгруженных зонах повышаетс  жесткость св зи тензорезистора с упругим элементом и уменьшаетс  ползучесть тензорезисторов под нагрузкой. Экспериментально установлено, что рассто ние между лини ми 14 и 15, равное базе тензорезистора, составл ет 0,1-0,5 диаметра отверсти  4.

Упругий шарнир, облада  минимальной жесткостью на кручение вокруг оси отверсти  3, не преп тствует полезной деформации раст жени -сжати  перемычек 5 под действием крут ш;его момента, вызванного измер емой силой Р, но, облада  большой жесткостью в

направлении, параллельном действию силь Р, преп тствует по влению паразитных деформаций изгиба и сдвига перемычек 5, за счет чего и увеличиваетс  точность датчика.

Claims (2)

1. Авт. свид. № 151075, кл. G OIL 1/22, 1962.

2. Патент США N° 3602866, кл. 338-5, 1971.

125 3