Силоизмерительный датчик

ОП ИСАНгИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

«п536409

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.09.75 (21) 2173168/10 (51) М Кч з G 01 L 1/2,2 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.11.76. Бюллетень № 43 (45) Дата опубликования описания 17.G2.77

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 531.781 (088.8) по делам изобретений и OTKpblTMN (72) Авторы изобретения

В. И. Печук, В. М. Захаренков и В. М. Симович

Институт автоматики (71) Заявитель (54) СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ДАТЧИК

Изобретение относится к измерительной техничке и может использоваться в системах контроля и управления технологическими процессами, преимущественно для преобразова.ния из1меряемого усилия в электрический сигнал.

Известный силоизмерительный датчик, содержащий упругий элемент, рабочие и компенсационные тензорезисторы, соединенные в измерительные схемы с двумя или нескольиими независимыми идентичными те нзочувствительными схемами, рассчитан на один диапазон измерений (1).

На иболее близким по технической сущности к предлагаемому является силоизмерптельпый датчик, содержащий упругий элемент, выполненный в виде диска с силовоспрл имающей частью и стойки для бесклеезых тензорезисторов сжатия .и растяжения, расположеннbIõ с обоих торцов упругого диска (2).

Известный силоизмерительный датчик рассчитан па определенный диапазон измерения, ограничиваемый сверху необходимостью получения треоуемой точности измерения, и обеспечивает измерение только одной предельной папрузки пр и .применении одного упругого элемента. Расширение диапазона измерений приводит к уменьшению чувствительности в начале диапазона:и снижению точно=ти измерения. На практике очень часто требуется провести точные измерения двух предельных нагрузок с одной относительной погрешностью.

В этих случаях используют два датчика разными пределами измерений, что создает необходимость применения специальных предохраняющих устройств для датчика с меньшим пределом измерения.

Цель изобретения — расширение диапазона измерения путем обеспечения измерения двух предельных нагрузок одним силопзмерптель ны vI датчико м.

Для этого в предлагаемом силоизмерительном датчике отношение базы тензорезистороз растяжения IK базе тензорезисторов сжатия выбр",ío в пределах 1,3 — 5,0.

Тензорезисторы сжатия с термокомпенсацпонньлми тензорезисторами образуют самостоятельную схему псрвого диапазона измерепий, а тензорезисторы растяжения — сама стоятельную сыму второго диапазона измерений с переключением.

На фиг. 1 приведен пример конструктивного выполнения предлагаемоro силопзмерптельного датчика с кольцевым упругим элем со|том (со снятым кож .хо.я); на фпг. 2 то же, вид слева; на фиг. 3 — зависимость выходных сигн".ëîâ (U „„,„) от нагрузки тензорезисторов сжатия — диапазон пзмерепия (U<) и течзорезисторов растяжения — диа30 пазоп измерения (U ).

536409

7,Силоизмврительный датчик состоит из упругого элемента 1 с силовосприпимающей частью 2, консольных стоек 8, расположенных с обоих торцов упругого элемента, тензорезисто ров растяжения 4 и сжатия 5, компепсаци- 5 онных катушек 6, 7 и 8, корпуса 9 и кожуха

10. База пары тензорезисторов растяжения (/р) выполнена больше базы пары тензо резисторов сжатия (l,), что обеспечивает более высокую чу вствительно сть тензорезистороа 1о сжатия.

Начальное натяжение намотки тензорезисторов сжатия больше начального натяжения намотки тензорезисторов растяжения.

Теизорезисторы сжатия 5 с малой базой -15 намотки l вместе с термокомленсационными резисторами образуют самостоятельную измерительную схему 1 диапазона измерений, которая отключается при достижении измеряемым усилием P значения,номинального уси- 20 лия для 1 диапазона измерения Рь

При P)Pt у тензорезисторов сжатия характвристика нелинейная. Твнзорезисторы сжатия с дальнейшим увеличением измеряемого усилия P до Р и не выходят нз строя, 25 так как их первоначальное натяже:ше уменьшаепся до нуля.

Тензо резисторы растяжения 4 вместе с другой парой термокомпенсационных резисторов образуют самостоятельную схему П диа- 3О пазона измврений, которая включается арн достижении . измеряемым усилием P величины Р ь

Под действием измеряемого усилия Р происходит деформация упругого элемента 1 и база (1,) тензорезисторсв сжатия 5 уменьшается, а база (1р) те нзорезисторов растяжения 4 увеличивается. С уменыше исм l ослабевает натяжение тензорезисторов сжатия и в измерительной схеме 1 диапазона появляется .выходной сигнал Ut, пропорциональный измеряемому усилию. С увеличением !, происходит деформация тензорезисторов растяжения 4, пропорциональная измеряемому. ус.илию P.

Такое выполнение датчика позволяет расширить диапазо н измеряемых усилий с сохра. пением требуемой точности и соевпечить измерение двух предельных, нагрузок одним датчиком.

Формула и з о б р е т е t tt tt

Силоизмерительный датчик, содержащ гй упругий элемент с силозоспринимающсй частью и консольными стойками для бесклесвых тензорезисторо в ра стяжения и сжатия, расположенных на торцовых поверхностя c упругого элемвнта,:и термокомпенсацио нные тс зорезисторы, отличаю щий ся тем, что, целью расширения диапазона измерения путем обеспечения измерения двух предельных нагрузок, в нем отношение базы тепзорезцсто ров растяжения к базе тензорезисторов сжатия выбрано в пределах 1,3 — 5,0.

Источники информации, принятые во внимание при эиопертизе:

1. «Датчик усилений твнзометрический ТПЛ>, техническое описание и инструкция ..tO эксплуатации, Краснодарский ЦНТИ, 1970 г.

2. Авторское свидетельство СССР М 424025, М. Кл. С 01 1 1/22, 1972 (прототип).

536409 иапазОн сЬ г. 3

Фиг Z

Составитель В. Зыль

Техред М. Семенов

Редактор T. Иванова

Корректор В. Гутман

Тип. Харьк. фил. пред. сПатентэ

Заказ 1147/1752 Изд. Мз 327 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5