SU945634A1 - Deformation pickup - Google Patents

Deformation pickup Download PDF

Info

Publication number
SU945634A1
SU945634A1 SU803221797A SU3221797A SU945634A1 SU 945634 A1 SU945634 A1 SU 945634A1 SU 803221797 A SU803221797 A SU 803221797A SU 3221797 A SU3221797 A SU 3221797A SU 945634 A1 SU945634 A1 SU 945634A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
housing
sensor
elastic element
membrane
strain
Prior art date
Application number
SU803221797A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Александрович Годзиковский
Игорь Иванович Лифанов
Евгений Васильевич Шкварников
Original Assignee
Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Испытательных Машин,Приборов И Средств Измерения Масс
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Испытательных Машин,Приборов И Средств Измерения Масс filed Critical Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Испытательных Машин,Приборов И Средств Измерения Масс
Priority to SU803221797A priority Critical patent/SU945634A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU945634A1 publication Critical patent/SU945634A1/en

Links

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к тензометричес·? ким датчикам больших деформаций или перемещений, и может быть использовано при измерении деформаций в условиях воздействия больших давлений сре5 ды, например, в элементах глубоководных аппаратов.The invention relates to measuring equipment, namely to strain gauge Kim sensors large deformations or displacements, and can be used in the measurement of deformations under the effect of high pressures cFe 5 rows, for example, in elements submersibles.

Известен датчик деформаций, содержащий корпус с герметизирующим сильфо|0 ном, упругий элемент в виде плоской консольной балки, закрепленной в корпус, тягу в виде стрежня, шарнирно закрепленного в корпусе и соединенного с концом балки, и тензорезисторы, размещенные с обеих сторон на балке £ 1 ].A known strain gauge comprising a housing with a sealing bellows | 0 nom, an elastic element in the form of a flat cantilever beam fixed to the housing, a rod in the form of a rod pivotally mounted in the housing and connected to the end of the beam, and strain gauges placed on both sides of the beam £ 1 ].

Однако это устройство имеет низкую точность вследствие того, что сильфон, закрепленный на стержне на не- 20 котором расстоянии от шарнирной опоры, при изменении внешнего давления оказывает различное силовое воздействие на балку, а регулировка чувст2 вительности датчика к измеряемой деформации возможна лишь в небольшом диапазоне, определяемом предельной длиной тяги.However, this device has low accuracy due to the fact that the bellows mounted on the rod at a certain distance from the hinge support, when the external pressure changes, has a different force effect on the beam, and adjusting the sensitivity of the sensor to the measured strain is possible only in a small range, determined by the ultimate thrust length.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является датчик деформа η., ций, содержащий корпус с герметизирующей мембраной, упругий элемент в виде консольной балки, закрепленный в корпусе, тягу, соединенную одним (концом с упругим элементом и проходящую через центр герметизирующей мембраны, и тензорезисторы, размещен· ные с обеих сторон на упругом элёмен· те [2].The closest to the invention in terms of technical nature and the achieved result is a deformation sensor η., Cts comprising a housing with a sealing membrane, an elastic element in the form of a cantilever beam fixed in the housing, a rod connected by one (end with an elastic element and passing through the center of the sealing membrane , and strain gauges placed on both sides of an elastic element [2].

Однако датчик имеет невысокую точность вследствие влияния на показания тензометров усилия от мембраны, возникающего при действии на датчик внешнего давления, а пределы измерения деформаций ограничены невозможп ностью регулировки длины тяги.However, the sensor has a low accuracy due to the influence of membrane pressure on the strain gauges that occurs when external pressure is applied to the sensor, and the strain measurement limits are limited by the inability to adjust the rod length.

Цель изобретения - повышение точности и расширение пределов измере' ния датчика.The purpose of the invention is to increase accuracy and expand the limits of measurement of the sensor.

Указанная цель достигается тем, что датчик деформаций, содержащий 5 корпус с герметизирующей мембраной, упругий -элемент в виде балки, закрепленный в корпусе; тягу, соединенную одним концом с упругим элементом и проходящую через центр мембраны, и ю тензорезисторы, размещенные на упругом элементе, снабжен .рычагом с регулируемой изгибной жесткостью, закрепленным на свободном конце тя~ ги, балка выполнена за одно целое 15 мембраной, сопряжена с ней по нейтральной линии и обоими концами закреплена в корпусе, а тензорезисторы размещены внутри корпуса на балке.This goal is achieved by the fact that the strain gauge containing 5 body with a sealing membrane, an elastic element in the form of a beam, mounted in the body; a rod connected at one end to the elastic element and passing through the center of the membrane, and the strain gages placed on the elastic element are equipped with a lever with adjustable bending stiffness fixed to the free end of the rod, the beam is made in one piece with 15 membrane, is conjugated with it in a neutral line and at both ends it is fixed in the housing, and strain gages are placed inside the housing on the beam.

На фиг. 1 представлен датчик де- 20 формаций, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на. фиг. 1; на фиг. 3 “ разрез Б-Б на фиг. 1.In FIG. 1 shows a deformation sensor of 20 formations, a general sectional view; in FIG. 2 - section AA on. FIG. 1; in FIG. 3 “section BB in FIG. 1.

Датчик деформаций содержит кор- 25 пус 1 с закрепленной на нем герметизирующей мембраной 2 и упругим элементом 3 в виде балки, составляющей одно целое с мембраной 2 и закрепленной обоими концами в корпусе 1, тя“„ гу 4, проходящую через центр мембраны 2 и соединенную тем самым одним концом с серединой упругого элемента 3, рычаг 5 с регулируемой изгибной жесткостью, выполненный в виде упругого параллелограмма, -закреплен- 35 ный на свободном конце тяги 4, и тензорезисторы 6 и 7 размещенные на упругом элементе 3 внутри корпуса 1.The strain sensor 25 comprises a cor- pus 1 with fixed on it a sealing membrane 2 and the elastic member 3 as a beam component integrally formed with the membrane 2 and fixed at both ends in the housing 1, cha "" gu 4 passing through the center of the membrane 2 and is connected thus, at one end with the middle of the elastic element 3, the lever 5 with adjustable bending stiffness, made in the form of an elastic parallelogram, is fixed 35 at the free end of the rod 4, and strain gages 6 and 7 are placed on the elastic element 3 inside the housing 1.

Крепление датчика к исследуемому объекту 8 осуществляется с помощью 40 деталей 9 и 10, образующих разъемные соединения, например, резьбовые.The sensor is attached to the test object 8 using 40 parts 9 and 10, which form detachable connections, for example, threaded ones.

Датчик деформации работает следующим образом.The strain gauge operates as follows.

При деформации поверхности объек- 45 та 8 расстояние между деталями 9 и 10 крепления корпуса 1 и рычага 5 изме-. няется, что вызывает появление изгибающего момента на упругом элементе 3, величина которого зависит от 50 соотношения жесткостей рычага 5 и упругого элемента 3· Тем самым создаются деформации противоположного знака на участках упругого элемента 3, на которых размещены тензоре- 55 зисторы 6 и 7· Изменение чувствительности датчика достигается за счет изменения геометрических размеров рычага 5 путем прилипания по толщине боковых сторон параллелограмма. Так как мембрана 2 сопряжена с элементом 3 по нейтральной линии, воздействие внешнего давления на мембрану приводит к равным деформациям одного и того же знака в зоне размещения тензорезисторов 6 и 7, что не изменяет выходного сигнала моста. Этим обеспечивается повышенная точность измерения.When the surface of the object is deformed 45 and 8, the distance between the parts 9 and 10 of the fastening of the housing 1 and the lever 5 is measured. which causes the appearance of a bending moment on the elastic element 3, the value of which depends on 50 the ratio of the stiffnesses of the lever 5 and the elastic element 3 the sensitivity of the sensor is achieved by changing the geometric dimensions of the lever 5 by sticking along the thickness of the sides of the parallelogram. Since the membrane 2 is associated with the element 3 in a neutral line, the effect of external pressure on the membrane leads to equal deformations of the same sign in the area of the strain gauges 6 and 7, which does not change the output signal of the bridge. This provides increased measurement accuracy.

Предлагаемый датчик деформаций позволяет проводить измерение напряженного состояния конструкций, находящихся в тяжелых условиях эксплуатации, например, морских стояков плавучих полупогружных буровых установок, станин прессов и других машин для обработки материалов давлением,элементов сооружений в гидротехническом строительстве и других подобных объектов. Возможность регулировки пределов измерения позволяет решать все задачи одной конструкцией датчика, что существенно с точки зрения преемственности и сопоставимости результатов измерений, а также организации серийного производства датчика.The proposed strain gauge allows the measurement of the stress state of structures under severe operating conditions, for example, marine risers of floating semi-submersible drilling rigs, press beds and other machines for processing materials by pressure, structural elements in hydraulic engineering construction and other similar objects. The ability to adjust the measurement limits allows you to solve all problems with one sensor design, which is essential from the point of view of continuity and comparability of the measurement results, as well as the organization of serial production of the sensor.

Использование изобретения позволит получить большой экономический эффект в народном хозяйстве.The use of the invention will allow to obtain a large economic effect in the national economy.

Claims (2)

Изобретение относитс  к измеритель ной технике, а именно к тензометричес КИМ датчикам больших деформаций или перемещений, и может быть (пользовано при измерении деформаций в услови х воздействи  больших давлений ере ды, например, в элементах глубоководных аппаратов. Известен датчик деформаций, содержащий корпус с герметизирующим сильфо ном, упругий элемент в виде плоской консольной балки, закрепленной в кор , пус, т гу в виде стрежн , шарнирно закрепленного в корп/се и соединенного с концом балки, и тензорезисторы, размещенные с обеих сторон на балке 1 . Однако это устройство имеет низкую точность вследствие того, что сильфон , закрепленный на стержне на некотором рассто нии от шарнирной опоры , при изменении внешнего давлени  оказывает различное силовое воздействие на балку, а регулировка чувствительности датчика к 11змер емой деформации возможна лишь в небольшом диапазоне, определ емом предельной длиной т ги. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  датчик деформа и ций, содержащий корпус с герметизирующей мембраной, упругий элемент в виде консольной балки, закрепленный в корпусе, т гу, соединенную одним концом с ynpyrvw элементом и проход щую через центр герметизирующей мембраны, и тензорезисторы, размещенные с обеих сторон на упругом элёменте 2 . Однако датчик имеет невысокую точность вследствие вли ни  на показани  тензометров усили  от мембраны, возникающего при действии на датчик внешнего давлени , а пределы измерени  дефорнаций ограничены невозможч ностью регулировки длины т ги. 3 э Цель изобретени  - повышение точ ности и расширение пределов измерени  датчика. Указанна  цель достигаетс  тем, что датчик деформаций, содержащий корпус с герметизирующей мембраной, упругий -элемент в виде балки, закре ленный в корпусеут гу, соединенную одним концом с упругим элементом и проход щую через центр мембраны, и тензорезисторы, размещенные на упру гом элементе, снабжен .рычагом с регулируемой изгибной жесткостью, закрепленным на свободном конце т ги , балка выполнена за одно целое с мембраной, сопр жена с ней по нейтральной линии и обоими концами закреплена в корпусе, а тензорезисторы размещены внутри корпуса на балке. На фиг. 1 представлен датчик деформаций , общий вид в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. Датчик деформаций содержит корпус 1 с закрепленной на нем гермети зирующей мембраной 2 и упругим элементом 3 в виде балки, составл ющей одно целое с мембраной 2 и закреплен ной обоими концами в корпусе 1 , т , ГУ , проход щую через центр мембраны 2 и соединенную тем самым одним концом с серединой упругого элемента 3 рычаг 5 с регулируемой изгибной жесткостью, выполненный в виде упругого параллелограмма, -закрепленнь|й на свободном конце т ги , и тен зорезисторы 6 и 7 размещенные на упругом элементе 3 внутри корпуса 1. Крепление датчика к исследуемому объекту 8 осуществл етс  с помощью деталей 9 и 10, образующих разъемные соединени , например, резьбовые. Датчик деформации работает следую щим образом. При деформации поверхности объекта 8 рассто ние между детал ми 9 и 1 креплени  корпуса 1 и рычага 5 измен етс , что вызывает по вление изгибающего момента на упругом элементе 3, величина которого зависит от соотношени  жесткостей рычага 5 и упругого элемента 3- Тем самым создаютс  деформации противоположного знака на участках упругого элемента 3, на которых размещены тензорезисторы 6 и 7. Изменение чувствитель ности датчика достигаетс  за счет изменени  геометрических размеров рычага 5 путем прилипани  по толщине боковых сторон параллелограмма. Так как мембрана 2 сопр жена с элементом 3 по нейтральной линии, воздействие внешнего давлени  на/мембрану приводит к равным деформаци м одного и того же знака в зоне размещени  тензорезисторов 6 и 7 что не измен ет выходного сигнала моста. Этим обеспечиваетс  повышенна  точность измерени . Предлагаемый датчик деформаций позвол ет проводить измерение напр женного состо ни  конструкций, наход щихс  в т желых услови х эксплуатации , например, морских сто ков плавучих полупогружных буровых установок, станин прессов и других машин дл  обработки материалов давлением,элементов сооружений в гидротехническом строительстве и других подобных объектов . Возможность регулировки пределов измерени позвол ет решать все задами одной конструкцией датчика, что существенно с точки зрени  преемственности и сопоставимости результатов измерений, а также организации серийного производства датчика. . . Использование изобретени  позволит получить большой экономический эффект в народном хоз йстве. Формула изобретени  Датчик деформаций, содержащий корпус с герметизирующей мембраной, упругий элемент в виде балки, закрепленный в корпусе, т гу, соединенную одним концом с упругим элементом и проход щую через центр мембраны, и тензорезисторы , размещенные на упругом элементе, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  пределов измерени , он снабжен рычагом с регулируемой изгибной жесткостью, закрепленным на свободном конце т ги, балка выполнена за одно целое с мембраной, сопр жена с ней по нейтральной линии и обоими концами закреплена в корпусе, а тензорезисторы размещены внутри корпуса на балке. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1 . Патент США fP 3805бОО, кл. G01 В 7/18, 1971 . The invention relates to a measuring technique, namely, strain gauge KIM sensors of large deformations or displacements, and can be (used to measure deformations under conditions of high pressure of heat, for example, in elements of deep-sea apparatuses. The deformation sensor is known, comprising a housing with a sealing a sylphon, an elastic element in the form of a flat cantilever beam, fixed in a core, vn, tgu in the form of a rod, hinged in a brig / ce and connected to the end of the beam, and strain gauges placed on both toron on beam 1. However, this device has low accuracy due to the fact that the bellows attached to the rod at some distance from the hinge support, with a change in external pressure exerts a different force on the beam, and adjustment of the sensor sensitivity to 11 measured deformation is possible only a small range determined by the ultimate gland length. The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a strain gauge, comprising a housing with sealing membranes minutes, the elastic member in the form of a cantilever beam fixed in the housing, the thrust which is connected at one end to ynpyrvw member and extending through the center of the sealing membrane and the strain gauges arranged on both sides of the elastic elomente 2. However, the sensor has low accuracy due to the effect on the strain gauges from the diaphragm caused by the external pressure applied to the sensor, and the limits of measurement of deformation are limited by the impossibility of adjusting the length of the string. 3 e The purpose of the invention is to improve the accuracy and expansion of the measurement range of the sensor. This goal is achieved by the fact that the strain sensor, comprising a housing with a sealing membrane, an elastic beam-shaped element fixed in a housing, connected at one end with an elastic element and passing through the center of the membrane, and strain gages placed on the elastic element, equipped with a lever with adjustable flexural rigidity fixed at the free end of the rod, the beam is integral with the membrane, coupled with it along the neutral line and fixed at both ends in the housing, and the strain gages are located inside the core mustache on the beam. FIG. 1 shows the strain sensor, a general view in section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 shows a section BB in FIG. 1. The strain gauge comprises a housing 1 with a sealing membrane 2 fixed on it and an elastic element 3 in the form of a beam, integral with the membrane 2 and fixed at both ends in the housing 1, t, PG, passing through the center of the membrane 2 and the lever 5 connected to the middle of the elastic element 3 with adjustable bending stiffness, made in the form of an elastic parallelogram, is fixed at the free end of the rod, and the resistors 6 and 7 are placed on the elastic element 3 inside the housing 1. Fastening the sensor to research This object 8 is made using parts 9 and 10, which form plug-in connections, for example, threaded. The strain gauge works as follows. When the surface of the object 8 is deformed, the distance between the parts 9 and 1 of the attachment of the body 1 and the lever 5 changes, which causes a bending moment on the elastic element 3, the value of which depends on the ratio of the stiffnesses of the lever 5 and the elastic element 3. opposite sign on the sections of the elastic element 3, on which strain gauges 6 and 7 are placed. The change in the sensitivity of the sensor is achieved by changing the geometrical dimensions of the lever 5 by sticking along the thickness of the lateral sides parallel Ramm. Since the membrane 2 is matched with element 3 along a neutral line, the effect of external pressure on the / membrane leads to equal deformations of the same sign in the area of resistance strain gages 6 and 7, which does not change the output signal of the bridge. This provides increased measurement accuracy. The proposed strain sensor allows measuring the stress state of structures under severe operating conditions, for example, seawaters of floating semi-submersible drilling rigs, beds of presses and other pressure treatment machines, elements of structures in hydraulic engineering and other similar structures. objects. The ability to adjust the measurement limits allows one to solve all the problems with a single sensor design, which is essential from the point of view of continuity and comparability of measurement results, as well as the organization of serial production of the sensor. . . The use of the invention will make it possible to obtain a large economic effect in the national economy. An invention of a strain sensor, comprising a housing with a sealing membrane, an elastic element in the form of a beam fixed in the housing, a rod connected at one end to an elastic element and passing through the center of the membrane, and strain gages placed on an elastic element, characterized in that in order to increase accuracy and expand the measurement range, it is equipped with a lever with adjustable flexural rigidity fixed at the free end of the rod, the beam is made in one piece with the membrane, coupled with it along the neutral line and around E ends is secured in the housing, and the strain gauges are arranged inside the housing on the beam. Sources of information taken into account during the examination 1. US patent fP 3805OOOO, cl. G01 7/18, 1971. 2. Патент Франции № 2+3337 1 , кл. G01 L 1/22, 1978 (прототип).2. French patent number 2 + 3337 1, cl. G01 L 1/22, 1978 (prototype). 9 45639 4563 -rl-rl ФагАPhage Фи&.3Fi & .3
SU803221797A 1980-12-24 1980-12-24 Deformation pickup SU945634A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803221797A SU945634A1 (en) 1980-12-24 1980-12-24 Deformation pickup

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803221797A SU945634A1 (en) 1980-12-24 1980-12-24 Deformation pickup

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU945634A1 true SU945634A1 (en) 1982-07-23

Family

ID=20933404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU803221797A SU945634A1 (en) 1980-12-24 1980-12-24 Deformation pickup

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU945634A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2658089C1 (en) * 2016-12-16 2018-06-19 Общество С Ограниченной Ответственностью "Тонкопленочные Технологии" Deformation sensor
CN108759749A (en) * 2018-05-31 2018-11-06 上海朗旦制冷技术有限公司 Utilize the method for strain measurement piston displacement

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2658089C1 (en) * 2016-12-16 2018-06-19 Общество С Ограниченной Ответственностью "Тонкопленочные Технологии" Deformation sensor
WO2018111135A1 (en) * 2016-12-16 2018-06-21 Общество С Ограниченной Ответственностью "Тонкопленочные Технологии" Deformation sensor
CN108759749A (en) * 2018-05-31 2018-11-06 上海朗旦制冷技术有限公司 Utilize the method for strain measurement piston displacement

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU945634A1 (en) Deformation pickup
US3205706A (en) Ring-type load cell
US3427885A (en) Differential pressure transducer
SU960559A2 (en) Pressure pickup
US3964300A (en) Ski gauge
SU956969A1 (en) Lengthwise and lateral deformation measuring strain gauge
SU561887A1 (en) Pressure sensor
SU584209A1 (en) Pressure sensor
CN219084038U (en) Bridge structure deformation detector
SU1420400A1 (en) Strain gauge pressure transducer
SU1272132A1 (en) Strain transducer
SU459699A1 (en) Strain gage pressure difference transducer
SU983437A1 (en) Strain gauge
SU872947A1 (en) Deformation pickup
SU599170A1 (en) Pressure sensor
SU800739A1 (en) Soil pressure sensor
SU1629762A1 (en) Pressure transducer
SU868336A1 (en) Resistance strain gauge displacement transducer
SU1068746A1 (en) Pressure pickup
CN106768501B (en) The embedded device for measuring force of strain sensor
RU2086939C1 (en) Pressure transducer
SU767585A1 (en) Pressure transducer
SU1241059A1 (en) Shift transducer
SU1383119A1 (en) Pressure pickup
SU1145240A1 (en) Strain gauge for measuring longitudinal and angular deformations