SU861960A1

SU861960A1 - Трехкомпонентные тензометрические весы

Info

Publication number: SU861960A1
Application number: SU802896101A
Authority: SU
Inventors: Рифат Риатулович Бухменов; Николай Иосифович Кочидыков
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4903
Priority date: 1980-01-17
Filing date: 1980-01-17
Publication date: 1981-09-07

Description

Изобретение относится к области весоизмерительной техники, в частности к устройствам для измерения нагрузок при аэродинамических испытаниях.

Известны аэродинамические .внутримодельные тензометрические весы, содержащие закрепленную на жесткой хвостовой державке упругую систему в виде балки на двух опорах с наклеенными на ней тензодатчиками, подключенными к мостовым измерительным схемам И).

Известное устройство не имеет необходимой чувствительности.

Ближайшим по технической сущности являются трехкомпонентные тензометрические весы, содержащие упругий элемент в виде основания и платформы, соединенных между собой четырьмя равномерно расположенными по окружности прямоугольными стержнями, два из которых расположены в плоскости изгибающей нагрузки, и закрепленные на стержнях тензодатчики, подключенные к мостовым измерительным схемам [2].

Измерительные мосты в зтом устройстве реагируют на алгебраическую сумму деформаций от всех измеряемых компонентов. Так как размеры сечений упругих стержней определяют величины деформаций, то чувствительность тензовесов в сильной степени зависит от выбранного соотношения этих размеров. Обычно стержни выполняют “квадратного сечения или с большим отношением высоты к толщине. При этом оказывается, что такая конструкция тензовесов не обладает максимальной чувствительностью для измерения трех компонентов нагрузки в случае трехкомпонентных весов и выбор этих размеров очень труден, если требуется, чтобы тензовесы были максимально чувствительны ко всем компонентам и обладали необходимой жесткостью.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности измерения.

Это достигается тем, что стержни, расположенные в плоскости изгибающей нагрузки, выполнены с шириной, равной половине их высоты, а два других стержня - с шириной, равной их высоты.

з 861960 4

Эти соотношения размеров установлены экспериментальным путем на основании выполненных исследований.

На фиг. 1 показан общий вид весов; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1; на ₅ фиг. 3, 4 и 5 - схемы соединения тензодатчиков.

Трехкомпонентные тензометрические весы состоят из прямоугольных стержней 1, являющихся звеньями упругого параллелограмма, ю платформы 2, к которой прилагаются нагрузки, и основания 3, которое закрепляется в корпусе модели (На чертеже не показана).

На стержнях 1 наклеены тензодатчики 4, 5, 6 и 7 для измерения силы N-y , тензодатчики и 8, 9, Ю и 11 - для измерения момента сил Му и тензодатчики 12, 13, 14 и 15 — для измерения момента сил Μ χ , , подключенные соответственно к мостовым схемам 16, 17 и 18. 20

На фиг. 2 высота стержней 1, расположеньях в плоскости изгибающей нагрузки М_г , обозначена с£| , а их ширина -

Высота двух других стержней 1 обозначена ($2 , а ширина - 1¾. 25

Максимальные величины действующих напряжений, а следовательно, и сигналов тензодатчиков имеют место при следующих соотношениях размеров стершей 1:

³⁰ . Весы работают следующим образом.

При приложении силы N\j стержни получают 5 -образный прогиб.

Деформация изгиба преобразуется тензодатчи- 35 ками 4, 5, 6 и 7, включенными в мостовую схему 16, выходной электрический сигнал которой и служит мерой измерения силы.

Под действием момента сил Сжимается (растягивается) верхний стержень 1 и растя- 40 гивается (сжимается) нижний стержень 1 и их деформация измеряется с помощью тензодат чиков 8, 9, 10 и 11, включенных в мостовую схему 17.

При действии момента сил ,Άχ от S-образного изгиба работают тензодатчики, включенные в мостовую схему 18.

При одновременном действии нагрузок наибольшая величина выходных сигналов мостовых схем 16, 17 и 18 получается при соотношении размеров стержней, указанных выше.. > Применение описанных тензовесов позволит повысить точность измерения, поскольку они обладают большей чувствительностью по сравнению с известными весами аналогичной конструкции.

Claims

Изобретение относитс к области весоизмерительной техники, в частности к устройствам дл измерени нагрузок при аэродинамических испытани х. Известны аэродинамические .внутримодельные тензометрические весы, содержащие закрепленную на жесткой хвостовой державке упругую систему в виде балки на двух опорах с наклеенными на ней тензодатчиками, подключенными к мостовым измерительным схемам 1 Известное устройство не имеет необходимой чувствительности. Ближайшим по технической сущности вл ютс трехкомпонентные тензометрические весы , содержащие упругий элемент в виде основани и платформы, соединенных между собой четырьм равномерно расположенными по окружности пр моугольными стержн ми, два из которых расположены в плоскости изгибающей нагрузки, и закрепленные на стержн х тензодатчики, подключенные к мостовьгм измерительным схемам 2. Измерительные мосты в этом устройстве реагируют на алгебраическую сумму деформаций от всех измер емых компонентов. Так как размеры сечений упругих стержней определ ют величины деформаций, то чувствительность тензовесов в сильной степени зависит от выбранного соотнощени этих размеров. Обычно стержни выполн ют квадратного сечени или с больщим отношением высоты к толщине. При этом оказываетс , что така конструкци тензовесов не обладает максимальной чувствительностью дл измерени трех компонентов нагрузки в случае трехкомпонентных весов и выбор этих размеров очень труден, если требуетс , чтобы тензовесы были максимально чувствительны ко всем компонентам и обладали необходимой жесткостью. Цель изобретени - повышение чувствительности и точности измерени . Это достигаетс тем, что стер ши, расположенные в плоскости изгибающей нагрузки, выполнены с ишриной, равной половине х высоты, а два других стержн - с шириной, 1«вной их высоты. Эти соотношени размеров установлены экС периментальным путем на основании выполненных исследований. На фиг. 1 показан обишй вид весов; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3, 4 и 5 - схемы соединени тензодатчиков . Трехкомпоиентные тензометрические весы состо т из пр моугольных стержней 1, вл ющихс звень ми упругого параллелограмма, платформы 2, к которой прилагаютс нагрузки, и основани 3, которое закрепл етс в корпусе модели (йа чертеже не показана). На стержн х 1 наклеены тензодатчики 4, 5, 6 и 7 дл измерени силы N , тензодатчики 8, 9, 10 и И - дл измерени момента сил М и тензодатчики 12, 13, 14 и 15 - дл измерени момента сил MX , пощопЬченные соответственно к мостовым схемам 16, 17 и 18. На фиг. 2 высота стержней t, расположень1х в плоскости изгибающей нагрузки М « обозначена (51 , а их ширина -Ъ Высота двух других стержней 1 обозначена (fl , а ширина - t Максимальные величины действующих напр жений, а следовательно, и сигналов тензодатчи ков имеют место при следующих соотношени х размеров стер))сней 1: /Г 4. « - ч1 ЗЛГ Т- ba--d --V4. Весы работают следующим образом. При приложении силы N стержни получают 5 -образный прогиб. Деформаци изгиба преобразуетс тензодатчи ками 4, S, 6 и 7, включенными в мостовую схему 16, выходной электрический сигнал которой и служит мерой измерени силы. Под действием момента сил J сжимаетс (раст гиваетс ) верхшш стержень 1 и раст гиваетс (сжимаетс ) нижний 1 и их деформащ измер етс с помощью тензодатЧиков 8, 9, 10 и 11, включенных в мостовую схему 17. При действии момента сил )( от $-о бразного изгиба работают тензодатчики, включенные в мостовую схему 18. При одновременном действии нагрузок наибольша величина выходных сигналов мостовых схем 16, 17 и 18 получаетс при соотношении размеров стержней, указанных выше... Применение описанных тензоэесов позволит повысить точность измерени , поскольку они обладают большей чувствительностью по сравненшо с известными весами аналогичной конструкции . Формула изобретени Трехкш4понентные тензометрические весы, содержащие упругий элемент в виде основани и платформы, соеданенных между собой четырьм равномерно расположенными по окружности пр моугольными стержн ми, два из которых расположены в плоскости изгибающей нагрузки, и закрепленные на стержн х тензодатчики , подключенные к мостовым измерительным схемам, отличающиес тем, что, с целью повышени чувствительности и точности измерени , стержни, расположенные в плоскости изгибающей нагрузки, выполнены с шириной, равной половине их высоты, а два других стержн - с щириной, равной их высоты.. . Источшоси информации прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 449252, G 01 G 3/12, 74. кл.
2.Горлин С. М. и др. Аэродинамические измерени . М., Наука, 1964, с. 494-499, рис. 6.76 (прототип).

f

fff.f

фуг. I

4