Устройство для измерения силы с выходным сигналом в цифровой форме

ОП ИСАНИЙ изоы тен ия

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Сощиапистицескнх

Республик

531502 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 28.12.73 (21) 1990311/10 (23) Приоритет (32) 21.02.73 (31)Ъ Рy01L 168968 (33) ГДР (43) Опубликовано 05.10.763юллетень № 37 (45) Дата опубликования описания 29.12.76 (51) M. Кл.

G 01 L 1/24

Гасударственный намнтет

Саветв Мнннстрав СССР па делам нзабретеннй н аткрытнй (53) УДК 531.781 (088. 8) Иностранцы

Герд Егер, Райнер Грюнвальд и Хорст — Петер Прессель (ГДР) (72) Авторы изобретения

Иностранное предприятие

"Феб Комбинат Нагема" (71) Заявитель (ГДР) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ С ВЫХОДНЫМ

СИГНАЛОМ В ЦИФРОВОЙ ФОРМЕ

Изобретение относится к силоизмерительным устройствам и может быть использовано, например, в качестве контрольных цифровых весов, в качестве измерительной системы в цифровых точных весах и т.д.

Известные устройства для измерения силы, содержашие пластины, источник света, оптически связанный с фотоэлектрическим приемником, недостаточно точны и имеют узкую область применения. 10

Предлагаемое устройство для измерения силы с выходным сигналом в цифровой форме отличается тем, что оно снабжено двумя изгибными пластинами с прорезями, расположенными симметрично их концам, двумя спорными пластинами с пазами, соединяющими две изгибные пластины, двумя клиновыми пластинами, расположенными на одной изгибной пластине, и демпфирующей средой, находяшейся между изгибными пластинами, причем свободные верхние поверхности клиновых пластин и внутречняя поверхность од— ной изгибной пластины выполнены полупрозрачными, образующими клиновые поверхности интерференции, линии пересечения которых симметричны и расположены параллельно продольной оси изгибной пластинь1.

Изгибные опорные и клиновые пластины выполнены из прозрачного материала, например кварца.

На фиг. 1 показано устройство для измерения силы с выходным сигналом в цифровой форме с жидкостным демпфированием; на фиг. 2 — то же, с воздушным демпфированием; на фиг. 3 и 4 — измерительный эле— мент с симметричными прорезями на изгибных пластинах (изгибные пластины имеют прорези, симметричные о носительно плоскости y = z ).

Изгибные пластины 1 соединены междусобой опорными пластинами 2, которые содержат пазы, проходящие параллельно плоскости симметрии x — z, На внутренней поверхности одной пластины 1 расположены симметрично плоскости симметрии y — 7 и плоскости симметpHII у — х две клиновые пластины 3 одинаковой геометрии. Свободные верхние поверхности клиновых пластин

3 и внутренняя поверхность одной пластины

1 являются полупрозрачными и образуют

531502 клинсвыэ поверхности интерференции 4. Пластины 3 расположены так, что линия пересечения говерхностей одного клина лежит слева от плоскости симметрии X — w а другоJ

Fo кЛина — справа GT этой же плоскости симЬ метрии и каждая проходит параллельно оси Х

Измерительный элемент 5 {фиг. 1) просвечивается параллельным монохроматическим светом с помощью монохроматическо— го источника света 6, конденсора 7 и от- ® клоняющего зеркала 8. Интерференционные полосы образуются оптической системой 9 на фотоэлектрическом приемнике 10. Приемник 10 воспроизводит сигнал, развернутый по фазе на 90о, Элемент 5 закреплен 5 на жестком корпусе рамы 11. В емкости

l2 находится демгфирующая среда 13. Измеряемая сила Г передается на элемент

5 через передающий силу магнит 14, причем возможно сквозное просвечивание. х

В качестве демпфирующей среды применяется воздух фиг. 2). Освещение и оптическое преобразование происходит в отраженном свете. Измеряеь.ая сила I= непосредственно воздействует на изгибную плас- д тину l.

Свободные верхние поверхности пластин

3 и внутренчяя поверхность одной изгибной пластины 1 полупрозрачны и образуют клиновые поверхности интерференции, B кото- ц рых при освещении параллельным монохроматическим пучком возникают параллельные интерференциснные полосы.

При действии измеряемой силы F no оси симметрии у происходит деформация щ пластин 1 в областях, снабженных прорезями. Прогиб средней части пластины 1 пренебрежимо мал, так ч>о поверхности, образующие интерференциснный клин, движутся параллельцс самим себе. Возникающее изменение толщины интерференционных клиньев при определенной силе зависит от числа прорезей и от их геометрических разме« ров. Соединительные поверхности между изгибными пластинами и опорными пластинами 2 разгружаются с помощью пазов в опорных пластинах. При динамическом нагружении пластины 1 вдоль интерференционных клиньев возникают различные силы, ведущие к скручиванию изгибной пластишя. Благодаря симметричному расположению двух пластин

3 с противоположным наклоном угла устраняется скручивание. Интерференционные полосы проходят параллельно оси и перемешаются в направлении с . Если возникает скручивание средней части изгибной пластины 1 вокруг оси Z или вокруг оси, параллельной ей, то образуется поворот системы полос, при котором, однако, расстояние интерференционных полос в направлении

2 сохраняется. При этом на приемник

10, расположенный в этом направлении, та кое скручивание не влияет. При этом,так как все элементы выполнены из одного ма— териала, например кварца или другого прозрачного материала, температурные влияния пренебрежимы в широких масштабах. Благо; даря соответствующей среде 13, например газ или жидкость между изгибными пластинами 1 и, следовательно между клиновыми поверхностями интерференции, может быть достигнуто то, что заданная граничная час-"-ота регистрирующей электроники не превышает допустимого значения даже при ударном нагружении. Благодаря параллельному ходу интерференционных поверхностей возникают параллельные интерференциснные полосы с постоянным расстоянием между полосами вдоль в" åé измеряемой -оны. О величине измеряемой сНрМ судят пс псказаниям фотоэлектрического приемника.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения силы с выходным сигналом в цифровой форме, содержащее пластины, мснсхр сматический источник света, оптическую систему и фстсэлектричеокийприемник, отличающееся тем, что,с целью повышения точности измерения и расширения области применения устройства, оно снабжено двумя изгибными пластинами с прорезями, расположенными симметрично их концам, двумя опорными пласти— нами с пазами, соединяющими две изгибные пластины, двумя клиновыми пластинами, расположенными на одной изгибной пластине, и демпфирующей средой, расположенной между изгибными пластинами, причем свободные верхние поверхности клиновых пластин и внутренняя поверхность одной изгибной пластины выполнены полупрозрачными, образующими клиновые поверхности интерференции, линии пересечения которых

=имметричны и расположены параллельно продольной оси изгибной пластины.

2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что изгибные, опорные и клиновые пластины выполнены из прозрачного материала, например кварца.

531502

Составитель А Новиков

Редактор О. Филиппова Техред A. Демьянова Корректор В. Куприян в

Заказ 5395/164 Тираж 1029 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета Совета министров СССР по делам изобретений и открытий

1 l 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4