Тензорезисторный преобразователь усилий
Авторы патента:
Сущность изобретения: тензорезисторный преобразователь усилий содержит две плоские упругие балки с тензорезисторами, переходящие в силопередающие участки. Одни концы упругих балок соединены жестким элементом, а силопередающие участки - узлом однонаправленного перемещения в виде двух параллельных балок через упругие шарниры. К силоопределяющим участкам прикреплены силовоспринимающий и опорный элементы, выполненные в виде кронштейнов. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к измерениям усилий и может быть использовано при изготовлении весоизмерительных приборов.
Известен тензоpезистоpный датчик силы, содержащий упругий элемент в виде прямоугольного параллелепипеда, в котором перпендикулярно боковым граням выполнены два сквозных отверстия, соединенные пазом, а перпендикулярно граням выполнены в зонах упругих шарниров концентраторы напряжения для тензорезисторов в виде двух отверстий [1] Известен тензорезисторный преобразователь усилий, содержащий упругий элемент из силопередающих частей, связанных между собой узлом однонаправленного перемещения через упругие шарниры, и чувствительной части с тензорезисторами, выполненной в виде консольной балочки и связанной через развязывающую балочку с силопередающими элементами [2] Это устройство является прототипом изобретения. Недостаток известных устройств существенные изменения деформаций по длине и ширине упругих участков, что характерно для консольного закрепления упругих балок. Это предъявляет высокие требования к точности размещения тензорезисторов для получения идентичных характеристик датчиков и обеспечения их взаимозаменяемости. Целью изобретения является обеспечение одинаковых деформаций по длине участков упругих балок с равными сечениями, используемых для наклейки тензорезисторов. Цель достигается тем, что в тензорезисторном преобразователе усилий, содержащем упругий элемент, состоящий из силопередающих частей, связанных между собой узлом однонаправленного перемещения через упругие шарниры, и чувствительной части с тензорезисторами, а также силовводящий и опорный элементы, чувствительная часть выполнена в виде двух упругих балок, размещенных вдоль направления действия усилий и соединенных со стороны одних концов жестким элементом, перпендикулярным осям упругих балок, силопередающие части выполнены в виде жесткого продолжения других концов упругих балок, а узел однонаправленного перемещения выполнен в виде двух параллельных балок. Кроме того, в тензорезисторном преобразователе силовоспринимающий и опорный элементы выполнены в виде кронштейнов, жестко связанных соответственно с силопередающими частями. Обеспечение одинаковых деформаций в области наклейки тензорезисторов устраняет технологические трудности, связанные с обеспечением точного месторасположения тензорезисторов. На чертеже представлено предлагаемое устройство. Преобразователь содержит две плоские упругие балки 1 с тензорезисторами 2, переходящие в силопередающие участки 3. При этом упругие концы соединены жестким элементом 4, а силопередающие участки 3 узлом однонаправленного перемещения в виде двух параллельных балок 5 и 6 через упругие шарниры 7 и 8. К силопередающим участкам прикреплены кронштейны 9 и 10. Кронштейн 9 в данном случае воспринимающий усилие, а 10 опорный. Преобразователь работает следующим образом. Сила Р, приложенная к кронштейнам 9 и 10, передается ими через силопередающие участки 3 на упругие балки 1. Поскольку линии приложения силы и реакции опоры смещены и образуют плечо, то на балки 1 действуют моменты. В результате в балках 1 возникают деформации изгиба, которые на участках с равными сечениями также будут одинаковыми по длине этих участков. Это следует из расчетных и экспериментальных данных. Если в формулу закона Гука =/E, где - деформация; - напряжение; Е модуль упругости, подставить значение = M/W, где М изгибающий момент; W момент сопротивления, то получим = M/EW, где все величины постоянны (для данной формы сечения и материала). Следовательно, деформация постоянна по всей длине равного сечения балки 1. Видно, что требования к точности месторасположения тензорезисторов существенно снижаются: в области их наклейки деформации одинаковые по всей площади.Формула изобретения
1. Тензорезисторный преобразователь усилий, содержащий упругий элемент, состоящий из силопередающих частей, связанных между собой узлом однонаправленного перемещения через упругие шарниры, и чувствительной части с тензорезисторами, а также силовводящий и опорный элементы, отличающийся тем, что чувствительная часть выполнена в виде двух упругих балок, размещенных вдоль направления действия усилий и соединенных со стороны одних концов жестким элементом, перпендикулярным осям упругих балок, силопередающие части выполнены в виде жесткого продолжения других концов упругих балок, а узел однонаправленного перемещения выполнен в виде двух параллельных балок. 2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что силовоспринимающий и опорный элементы выполнены в виде кронштейнов, жестко связанных соответственно с силопередающими частями.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Способ определения механических свойств движущейся конструкции и устройство для его осуществления // 2060479
Изобретение относится к приборостроению, а именно к электроизмерительной технике, и может найти применение при определении механических свойств различных движущихся конструкций
Весоизмерительное устройство // 2057306
Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для взвешивания подвешенных грузов
Силоизмерительная платформа // 2037794
Датчик для силоизмерительного устройства // 2030719
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для точных измерений реактивных сил и крутящих моментов авиационных двигателей, преимущественно ТВД и ТВВД, при испытании на станке и в полете
Датчик контактных нормальных напряжений // 2025678
Изобретение относится к экспериментальной гидродинамике и предназначено для измерения осевых усилий и крутящих моментов на гребных валах судов
Тензорезисторный датчик сжатия // 2017096
Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для высокоточных измерений усилий сжатия преимущественно малого номинала
Тензорезисторный датчик растяжения // 2017095
Датчик силы // 2017094
Изобретение относится к машиностроению и строительству, более конкретно - к устройствам для измерения и контроля действующих сил в металлургии, испытательной технике, для измерения массы в весоизмерительных и весодозировочных устройствах, а также в строительных подъемно-транспортных механизмах и объектах
Устройство для измерения нагрузок // 2010192
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам, предназначенным для измерения нагрузок в различных кинематических цепях и силопередающих звеньях, не допускающих существенного увеличения длины цепи или звена
Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано в электронных весах, динамометрах и других измерительных устройствах с датчиками силы
Датчик для тензометрических весов // 2102710
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в высокоточных тензометрических весах, а также в качестве преобразователя механических величин (давления, перемещения, деформации, усилия), в электрический сигнал в различных системах контроля и управления технологическими процессами
Чувствительный элемент // 2106610
Изобретение относится к конструированию и технологии производства чувствительных элементов для датчиков давления, расходомеров и акселореметров
Устройство для измерения усилий // 2111463
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в высокоточных тензометрических весах, а также в качестве преобразователя механических величин (давления, перемещения, деформации, усилия) в электрический сигнал
Датчик для тензометрических весов // 2111464
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в тензометрических весах, а также в качестве преобразователя механических величин (давления, перемещения, деформации, усилия) в электрический сигнал
Устройство для измерения усилий // 2112942
Изобретение относится к силоизмерительной технике и предназначено для измерения с повышенной точностью силы в широком диапазоне
Датчик усилий для тензометрических весов // 2114405
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в высокоточных тензометрических весах, а также в качестве преобразователя механических величин (давления, перемещения, деформации, усилия) в электрический сигнал
Устройство для измерения силы // 2114406
Изобретение относится к экспериментальной гидродинамике и предназначено для измерения осевых усилий и крутящих моментов на гребных валах судов
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения геофизических параметров в скважине, преобразуемых в изменение активного сопротивления резестивного датчика с использованием четырехпроводной линии связи