Датчик силы

(19 5 6011 1/22 Е ИЗОБРЕТЕНИИДЕТЕЛ ЬСТВУ О ТО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро весоизмерительной техникиПроизводственного объединения "Весоизмеритель"(57) Изобретение относится к силоизмерительной технике и предназначено для взвешивания обьектов в тяжелых условиях эксплуатации. С целью расширения диапазона измерения силовоспринимающий эле- мент 4 выполнен сменным. При работе он передает усилие на изотропную силопередающую среду 5, которая взаимодействует с силопередающим штоком 6. Отношение эффективной площади взаимодействия силовоспринимающего элемента 4 с силопередающей средой и эффективной площади взаимодействия силопередающего штока 6 с иэотропной силопередающей средой 5 равно отношению предельной нагрузки к максимальному значению диапазона работы упругого элемента 2, 1 ил.Выполнение датчика с промежуточной 35 силопередающей средой с изотропными свойствами, расположенной между упругим чувствительным элементом и силовоспринимающим элементом, позволяет расширить диапазон измеряемых предельных нагрузок при одном типоразмере упругого элемента путем замены силовоспринимаю-. щего элемента с одной эффективной площадью на элемент с меньшей или большей 40 45 50 55 эффективной площадью, а промежуточная силопередающая среда является как бы трансформатором нагрузки,Поскольку промежуточная среда обладает изотропными свойствами, она ведет себя как жидкость, находящаяся под давлением в замкнутом объеме. В зависимости от условий эксплуатации и точности измерения может применяться та или иная изотропная силопередающая среда, Кроме того, изотропная среда передает нагрузку в Изобретение от носится к силоизмерительной технике, предназначенной для измерения усилия и веса объектов, а именнодля взвешивания объектов при тяжелых условиях эксплуатации, 5Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерения.На чертеже изображен датчик, сечение.Датчик силы состоит из жесткого корпуса 1, расположенного в нем упругого элемента 2 с тенэореэисто рами 3,силовоспринимающего элемента 4, промежуточной иэотропной силопередающей, среды 5 и силопередающего штока 6, расположенного в полости упругого элемента 2, 15В жесткий корпус 1 на его внутреннийкольцевой выступ посажен наружным кОль цевым выступом упругий элемент 2 так, чтосвободный конец не касается корпуса 1. Уп ругий элемент 2 выполнен в виде полого 20,глухого цилиндра, во внутренней полостикоторого расположен силопередающийшток 6, опирающийся через центрирующийшарик на дно упругого элемента.В верхнюю полость корпуса 1 вставлен 25силовоспринимающий элемент 4, междуним и торцом. упругого элемента 2 и торцомсилопередающего штока 6 располаженаи ромежуточная изотропная .силопередающая среда 5, представляющая собой амор- .30.,фное вещество с изотропными свойствами,.например смола, консистентная смазка, ка учук, фторопласт, полиуретан, порошковыйграфит и т.д,направлении только перпендикулярно контактирующей, поверхности, что обусловливает однозначность действующей нагрузки.Поэтому при любых видах действующих нагрузок, упругое тело работает в условиях,чистого растяжения, так как на него действует только осевая нагрузка, передаваемаячерез промежуточную изотропную силопередающую среду, что значительно повышаетточность измерения,Датчик работает следующим образом.При приложении внешней нагрузки ксиловоспринимающему элементу 4 элементдействует на промежуточную силопередающую среду 5, которая по закону Паскаляпередает часть внешней нагрузки, пропорциональной отношению площадей - наЗоЯ 1силопередающий шток 6, где 30 - эффективная площадь силопередающего штока 6, Я -эффективная площадь силовоспринимающего элемента 4, Силопередающий шток 6 черезцентрирующий шарик передает действующую на него силу на упругий элемент 2.Таким образОм, приложенная внешняянагрузка Ем со всеми паразитными составляющими действует только на силовоспринимающий элемент 4; Далее,трансформируясь промежуточной изотропной силопередающей средой 5, нормальнаясоставляющая действующей нагрузки передается на упругий элемент 2, деформациякоторого преобразуется тензорезисторамив электрический сигнал.формула из о 6 рете н и яДатчик силы содержащий корпус, размещенный в нем упругий элемент, с закрепленными на его наружной поверхноститензореэисторами, силовоспринимающийэлемент, силопередающий шток, изотропную силопередающую среду, размещенную,между силовоспринимающим элементом и силопередаещим штоком, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения диапазонаизмерения и повышения точности силовоспринимающий элемент выполнен сменным,при этом отношение эффективной площадиего взаимодействия с изотропной силопередающей средой к эффективной площади взаимодействия силопередающего штока сизотропной силопередающей средой равноотношению предельной нагрузки к максимальному значению диапазона работы упругого элемента,