SU561880A1

SU561880A1 - Ring force transducer

Info

Publication number: SU561880A1
Application number: SU2146607A
Authority: SU
Inventors: Василий Иванович Печук; Виктор Александрович КУЗНЕЦОВ; Леонид Дмитриевич Шевчук
Original assignee: Институт Автоматики
Priority date: 1975-06-23
Filing date: 1975-06-23
Publication date: 1977-06-15

Description

(54) КОЛЬЦЕВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИЛЫ(54) RING CONVERTER POWER

1one

Изобретение относитс к области измерительной техники и может быть использовано, например, дл измерени силы, веса, в частности усилий прокатки.The invention relates to the field of measurement technology and can be used, for example, to measure force, weight, in particular rolling forces.

Известны силоизмерите 1ьные датчики, содержащие корпус и кольцевой упругий элемент с тензорезисторами, наклеенными иа его поверхность 1, 2.Known force-measuring sensors, containing a body and an annular elastic element with strain gauges, glued to its surface 1, 2.

Известные устройства имеют недостаточную точность измерени , обусловлеиную тем, что в них тепзорезисторы преобразуют местные деформации упругого элемента и поэтому их выходной сигнал зависит от «еточиости и перекосов установки датчика, а также от равномерности распределени нагрузки и внецентрениости ее приложени .The known devices have insufficient measurement accuracy due to the fact that in them the thermistor resistors convert local deformations of the elastic element and therefore their output signal depends on the accuracy and distortions of the sensor installation, as well as on the uniform distribution of the load and its eccentricity.

Кроме того, указанные устройства имеют малую надежность, что обусловлено вли нием состо ни поверхностей, контактирующих с упругим элементом в зоне наклейки тензорезисторов , на их выходной сигнал, которое измен етс в результате коррозионного и абразивного износа.In addition, these devices have low reliability, due to the influence of the state of the surfaces in contact with the elastic element in the zone of sticking of the strain gages, on their output signal, which changes as a result of corrosive and abrasive wear.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс преобразователь усилий, содержащий кольцевой упругий элемент , рабочие и компеисациоиные тензорезнсторы 3, позвол ющий обеспечить снижение его чувствительности к поперечным усили м .The closest to the invention according to the technical essence is a force transducer, comprising an annular elastic element, workers, and compression strain gage 3, which makes it possible to reduce its sensitivity to lateral forces.

Однако этот преобразователь также обладает недостаточнымп точностью и надежностью .However, this converter also has insufficient accuracy and reliability.

Дл повышени надежности и точности измерени в предлагаемом устройстве кольцевой упругий элемент выполнен в виде гофрированного швеллера с полками разной жесткости , а рабочие тензорезисторы закреплены на стойках, размещенных под гофром по концентрическим окружност м. Соотношение жесткостей полок швеллера может быть выбрано в пределах 2-8.To improve the reliability and accuracy of measurement in the proposed device, the annular elastic element is made in the form of a corrugated channel with shelves of different rigidity, and the working strain gages are mounted on racks placed under the corrugation in concentric circles.

На фиг. i показан общий вид описываемого преобразовател ; на ф,иг. 2 - вариант креплени тензорезисторов к стойкам.FIG. i shows a general view of the described converter; on f, ig. 2 - the option of mounting the strain gauges to the racks.

Преобразователь силы состоит из кориусаThe force transducer consists of corus

1, кольцевого упругого элемента 2 с полками1, an annular elastic element 2 with shelves

3 и 4, сепаратора 5, рабочих тензорезисторов3 and 4, separator 5, working strain gauges

6, закрепленных на стойках 7 и 8, и компенсациоиных тензорезисторов 9.6, mounted on racks 7 and 8, and compensatory strain gages 9.

Жесткость полкп 3 в 2-8 раз меньше жесткости ПОЛКИ 4. Стойки 7, 8 расположены по концентрическим окружност м.The rigidity of the polkp 3 is 2-8 times less than the rigidity of the SHELF 4. Racks 7, 8 are arranged in concentric circles.

Преобразователь работает следующем образом . При воздействии нагрузки по оси упругого элемента 2 он деформируетс , вызы .ва радиальное пер емещение без трени полки 3, а вместе с ней и стоек 7. Стойки 8 при этом практически не перемещаютс . За счет разницы радиальных перемещений стоек 7 и 8 рабочие теизорезисторы 6, закрепленные на них, деформируютс , что приводит к по влению «а выходе лреобразовател электрического сигнала.The converter works as follows. Under the influence of the load along the axis of the elastic element 2, it is deformed, causing a radial displacement without rubbing the shelf 3, and along with it the struts 7. The supports 8 practically do not move. Due to the difference in the radial displacements of the uprights 7 and 8, the working teisorecistors 6 attached to them are deformed, which leads to the appearance of an electrical signal from the converter.

При работе преобразовател тензорезисторы 6 восирииимают интегральную деформацию упругого элемента, благодар чему уменьшаетс вли ние неравномерности распределени нагрузки, перекосов установки устройства на его выходной сигнал, а также уменьшаетс Бли аие местного износа поверхностей , конта,кт1ируюших с упругим элементом . Это приводит к повышению точности измерени и надежности. Сепаратор, кроме того , позвол ет уменьшить вли ние торцового трени на работу преобразовател , а тензорезисторы 9 позвол ют уменьшить его температурную погрешность.When the converter operates, the resistance strain gages 6 imbibe the integral deformation of the elastic element, thereby reducing the effect of uneven distribution of the load, distortion of the device installation on its output signal, and also reduces the local wear of the surfaces that come with the elastic element. This results in improved measurement accuracy and reliability. The separator, in addition, allows to reduce the influence of face friction on the operation of the converter, and the resistance strain gages 9 make it possible to reduce its temperature error.

Claims

1. The annular force transducer, comprising a housing, an annular elastic element,

working and compensating strain gauges, characterized in that, in order to increase the reliability and accuracy of measurement, the annular elastic element is made in the form of a corrugated channel with shelves of different stiffness, and the working teisorezistors are fixed on the corrugation along concentric circles.

2. A transducer according to claim 1, characterized in that the ratio of the rigidity of the channels of the channel is selected in the range of 2-8.

Sources of information taken into consideration by our expertise:

1. Japan patent N ° 55-38397, cl. 111C 12, publ. 1970.

2. Patent of Germany 1050571, cl. 42k 7/05, olubl. 1968.

3. US patent number 3788133, cl. 73-141A, publ. 1974 (prototype).