Датчик силы
Использование: в области метрологии. Сущность изобретения: корпус и инертная масса выполнены из материала с высокими демпфирующими свойствами, датчики размещены на упругих элементах внутри материала корпуса симметрично относительно составляющих измеряемой силы, а в качестве материала используется высоконаполненный композиционный материал на полимерной основе, например, синтегран. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области метрологии и может быть использовано в качестве датчика для измерения постоянно и переменно действующих сил как в лабораторных, так и при промышленных испытаниях.
Известен датчик силы, содержащий корпус с упругими элементами, установленную на упругих элементах инертную массу и датчики (1) прототип. Устройство-прототип имеет ряд существенных недостатков, а именно, датчик имеет большую погрешность, поскольку металлический корпус пропускает колебания как от измеряемого объекта, например, фрезы на основание, например, станок, так и в обратном направлении. Это искажает величину измеряемой силы. Кроме того, как правило, инертная масса также выполняется из металла, что не позволяет измерять силу, изменяющуюся с большой частотой. Сущность изобретения заключается в том, что корпус и инертная масса выполнены из материала с высокими демпфирующими свойствами, датчики размещены на упругих элементах внутри материала корпуса симметрично относительно составляющих измеряемой силы, а в качестве материала используется высоконаполненный композиционный материал на полимерной основе, например, синтегран. Это позволяет гасить посторонние колебания и исключить влияние действия посторонних сил на точность измерения за счет их демпфирования материалом корпуса и инерционной массы. Кроме того, повысить точность измерений за счет точной ориентации датчиков в соответствии с направлением действующих составляющих измеряемой силы, а также расширить частотный диапазон измерений, обеспечивая высокоточное измерение как низкочастотных (менее 1 Гц), так и высокочастотных сил (более 20 тыс. Гц). На фиг. 1 представлен вертикальный разрез датчика, на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. Датчик силы содержит корпус 1 с упругими элементами 2, 3, 4, 5, 6, 7 (по 4 в каждой плоскости), на которых установлена инертная масса 8. Корпус 1 и инертная масса 8 выполнены из высоконаполненного композиционного материала на полимерной основе, например, синтеграна, обладающего высокими демпфирующими способностями (логарифмический декремент колебаний в 12-20 раз выше, чем у чугуна). Пример состава материала (масс.): эпоксидный компаунд 9-11 аминный отвердитель 9-11 наполнитель: фракции меньше 0,315 мм 30 0,63-1,25 мм 15 3,0-5,0 мм остальное. Внутри материала корпуса 1 в упругих элементах 2-7 размещены тензодатчики 9, 10, 11, 12, 13 и 14 (по 4 в каждой плоскости), электрически связанные с системой регистрации сигналов (не показана). Тензодатчики 9-14 расположены симметрично относительно составляющих измеряемой силы в вертикальной, горизонтальной и фронтальной плоскостях. Датчик изготавливают путем установки в литейную форму тензодатчиков 9-14 с их последующей заливкой полимерным материалом. Процесс заливки и стабилизации осуществляют при комнатной температуре (15-20oС). Устройство работает следующим образом. Датчик устанавливают на испытуемый объект или испытуемый объект устанавливают на датчик, если объект мал и прикладывают измеряемую силу к инертной массе 8. Последняя совершает пространственные перемещения, деформируя упругие элементы 2-7 и тензодатчики 9-14, сигнал с которых регистрируется аппаратурой.Формула изобретения
1. Датчик силы, содержащий корпус с упругими элементами, установленную на упругих элементах инертную массу и измерительные преобразователи, отличающийся тем, что корпус и инертная масса выполнены из материала с высокими демпфирующими свойствами, а измерительные преобразователи размещены на упругих элементах внутри материала корпуса симметрично относительно составляющих измеряемой силы. 2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что корпус и инертная масса выполнены из высоконаполненного композиционного материала на полимерной основе. 3. Датчик по п. 2, отличающийся тем, что в качестве высоконаполненного композиционного материала на полимерной основе используют синтегран.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Тензорезисторный преобразователь усилий // 2060480
Изобретение относится к измерениям усилий и может быть использовано при изготовлении весоизмерительных приборов
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
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