SU678349A1

SU678349A1 - Strain-gauge resistor force-measuring sensor

Info

Publication number: SU678349A1
Application number: SU772497978A
Authority: SU
Inventors: Евгений Васильевич Штайгер; Элеонора Николаевна Кривцова; Валентина Евгеньевна Калюжная; Олег Александрович Сафронов
Original assignee: Предприятие П/Я М-5828
Priority date: 1977-06-17
Filing date: 1977-06-17
Publication date: 1979-08-05

Description

1one

Изобретение относитс к области силоиэмерительной техники и может быть использовано дл дистанционного измерени в: 1соких номинальных нагрузок.The invention relates to the field of force-measuring equipment and can be used for remote measurement in: 1 high rated loads.

Известен тензорезисторный силоизмерительный датчик, содержащий корпус , силовоспринимающий центр и по лый упругий элемент с цилиндрической поверхностью и кольцевыми выточками, расположенными на его торцах 1. Это устройство имеет высокую точность измерени , благодар тому, что в его упругом элементе образованы зоны с разными знаками деформации, что обусловливает возможность реализации полного измерительного моста с четырьм активными плечами. Пднс1ко диапазон измерени этого датчика мал, так как мала жесткость полого упру-, гого элемента. Известен также упругий элемент, выполненный в виде продольно сжимаемого сплсшного цилиндра , на поверхности которого укрепле .ны те зопреобразователи 2, Наиболее близким по технической сущности вл етс датчик, содержащий корпус, герметизирующий узел и частично полый цилиндрический упругий элемент A strain gauge load-measuring sensor is known, comprising a housing, a force-sensing center, and a hollow elastic element with a cylindrical surface and annular undercuts located at its ends 1. This device has high measurement accuracy due to the fact that zones with different signs of deformation are formed in its elastic element, which makes it possible to implement a full measuring bridge with four active arms. The measuring range of this sensor is small, since the rigidity of the hollow elastic element is small. Also known is an elastic element made in the form of a longitudinally compressible cylinder, on the surface of which the transducers 2 are strengthened. The closest in technical essence is a sensor comprising a housing, a sealing unit and a partially hollow cylindrical elastic element

с укрепленными на его поверхности тензорезисторами 3. Эти устройства обеспечивают широкий диапазон измерени , благодар высокой жесткости упругого элемента, но имеют малую точность измерени , так как деформаци по всей поверхности цилиндра -одн означна.with strain gages 3 fixed on its surface. These devices provide a wide measurement range, due to the high rigidity of the elastic element, but have a low measurement accuracy, since deformation over the entire surface of the cylinder is one meaning.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерени . Поставленна цель достигаетс тем, что на боковой поверхности цилиндрического упругого элемента выполнены три глухие проточки, одна из которых расположена перпендикул рно к оси его вращени , а две другие - симметрично относительно первой и под углот к ней причем тензорезисторы укреплены у краев участков, заключенных между проточками.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy. The goal is achieved by the fact that three deaf grooves are made on the lateral surface of the cylindrical elastic element, one of which is perpendicular to its axis of rotation, and the other two symmetrically with respect to the first and under the corner to it, the resistance strain gauges are fixed at the edges of the sections between the grooves .

На чертеже показан тензорезисторный силоизмерительный датчик, вариант выполнени .The drawing shows a strain gauge load sensor, an embodiment.

О состоит из корпуса 1, упругого элемента 2 с тензорезисторами раст жени 3 и 4 и сжати 5 и 6, укрепленными у краев участков, заключенных между глухими проточками 7, 8 и 9. Коаксиальна полость датчика закрыта упруго герметизирующим звеном 10.O consists of body 1, elastic element 2 with tensile strain gauges 3 and 4 and compression 5 and 6, fixed at the edges of the sections enclosed between the blind grooves 7, 8 and 9. The coaxial cavity of the sensor is closed by an elastically sealing link 10.

При воздействии на датчик усили Р, направленного вдоль оси упругого элемента, последний, сжима сь, увеличиваетс в диаметре. Поперечна деформаци элемента передаетс образованными проточками кольцевым телам , треугольные меридиональные сечени которых при этом поворачиваютс вокруг центров т жести, в результате чего кромки участков боковой поверхности элемента, заключенных между проточками, деформируютс по диаметру с разными знаками. Эти деформации преобразуютс тензорезисторами , образующими тензометрический мост с четырьм активными плечами, в электрический сигнал, пропорциональный воздействующему усилию.When a force P acting on the sensor is directed along the axis of the elastic element, the latter, when compressed, increases in diameter. The transverse deformation of the element is transmitted to annular bodies formed by the grooves, the triangular meridional sections of which are rotated around the centers of gravity, as a result of which the edges of the side surfaces of the element confined between the grooves are deformed in diameters with different signs. These deformations are converted by strain gauges that form a strain gauge bridge with four active arms into an electrical signal proportional to the acting force.

Такое выполнение датчика позвол ет повысить точность измерени , а также его чувствительность по сравнению с известным устройством при сохранении широкого диапазона измерени .Such an embodiment of the sensor makes it possible to increase the measurement accuracy as well as its sensitivity in comparison with the known device while maintaining a wide measurement range.

Claims

1. USSR Author's Certificate No. 455253, cl. GOl L 1/22, 1973.

2. US patent number 3788133, cl. 73-141, published. 1974.

3 .TtCinsactions about the Societ-s of 3ns-fcMjmgnt TecVinotog. 1957, v. 9, 14, p. 112-123.