Тензорезисторный датчик силы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 17 б 03 9) я)5 601 1 1/22 ОСУДАРСТВЕННЫЙО ИЗОБРЕТЕНИЯМРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯМ ЕТЕН 2 измеением датчи- вызыа 3 и ческий ин й, В.Ф.С енкои С,А ие сил зле 8 с 191 р ститут еменюк, .Похилюк ктрическиис, 3,24 а. е измереЭнергия,трическиин. - М,: 1 Й ДАТЧИК СИЛЫ ся к приборостроеВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 07,09.92, Бюл. М 33 (71) Одесский политехни (72) Е.К,Морозовски А.Ю.Хусаинов, А,И. Кравч (56) 1, Бауман н Э. Измерен ми методами. М.:Мир, 1972, Логинов В,Н. Эле ния механических, вели 1976, с 60, рис. 35, (54) ТЕНЗОРЕЗИСТОРН (5) Изобретение относи Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения сил большого номинала при требованиях к компактности устройства и высокой жесткости.Известно силоизмерител ьное устройство, в котором упругий элемент выполнен в виде стержня, на поверхности которого размещены тензорезисторы (1).Недостатками аналога являются невозможность получения под тензорезисторами деформаций разного знака и одинаковой величины, а также необходимость компенсации изменения площади поперечного сечения упругого элемента под нагрузкой аппаратными средствами.Известно силоизмерительное устройство, принятое в качестве прототипа, содержащее два упругих элемента, выполненных в форме стаканов с цилиндрическими оболочками разного диаметра, установленных соосно один внутри другого, на поверхностях цилиндрических оболочек которого размещены тензорезисторы 2), Данная нию и позволяет увеличить точность рений силы с одновременным уменьш металлоемкости тензорезисторного ка силы. Действие измеряемой силы Г вает сжатие упругого элемент растяжение упругого элемента 1, что позволяет, используя тензорезисторы 2,4, реализовать схему полного электрического моста с четырьмя активными тензорезисторами. Упругие элементы 1 и 3 скреплены с помощью соединительных элементов 5, что обеспечивает высокую поперечную жест-кость. 1 ил. конструкция позволяет получить мостовую электрическую схему с четырьмя активными тензорезисторами, однако содержит ряд существенных недостатков. Поскольку "несущими" элементами конструкции являются а только цилиндрические оболочки, то ввиду их невысокой поперечной жесткости возни- О кают значительные погрешности измерения при действии на датчик боковых паразитных нагрузок, Кроме того, датчик обладает ф высокой металлоемкостью, связанной с не- О обходимостью применения специального корпуса, герметизирующего рабочую зону тензорезисторов.Целью изобретения является увеличе. д ние точности измерения и уменьшение металлоемкости датчика.Цель достигается тем, что в тензорезисторном датчике силы, содержащем два упругих элемента в форме стаканов, расположенных соосно один внутри другого, и две пары ензорезисторов, одна из которых установлена на наружной поверхности цилиндрической части внутреннего1760391 оставитель А,Хусаиноехред М.Моргентал Корректор Н,Коро дакт Заказ 3180 .Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 роиэводственно стакана, открытые торцы каждого стаканасопряжены с донной частью другого стакана, а другая пара тензорезисторов уста. овленана внутренней поверхности цилиндрическойчасти наружного стакана,Конструкция датчика представлена начертеже. Он состоит из упругого элемента 1,выполненного в форме стакана, на внутренней цилйндрической поверхности которого. размещены тензорезисторы 2, и упругогоэлемента 3, выполненного в форме стакана,на наружной цилиндрической поверхностикоторого размещены тенэорезисторы 4. Собраны упругие элементы в датчик с помощью соединительных элементов 5.Работает датчик следующим образом,Измеряемая сила Г прикладывается вцентре донной части упругого элемента 1.При этом ввиду того; что цилиндрическаяоболочка упругого элемента 3 сопряжена сдонной частью упругого элемента 1, основная часть нагрузки воспринимается этой цилиндрической оболочкой и тензореэисторы4 испытывают приращение деформациисжатия. Ввиду прогиба донной части упругого элемента 1 его цилиндрическая оболочка также воспринимает часть нагрузки итенэорезисторы 2 испытывают приращениедеформации растяжения, что позволяет реализовать схему полного электрического моста с четырьмя активными тензорезисторами.В конструкции датчика цилиндрические 5 оболочки упругих элементов замкнуты через фланцы, что дает большую поперечную жесткость и обеспечивает малую чувствительность к боковым паразМтным нагруз-, кам, увеличивая точность измерений. Кроме, 10 того, значительно снижена металлоемкость ,датчика, ввиду того, что он может быть выполнен безкорпусным. Формула изобретения 15 Тензорезисторный датчик силы, содержащий два упругих элемента в форме стаканов, расположенных соосно один внутри другого, и две пары тензорезисторов, одна иэ которых установлена на наружной повер хности цилиндрической части внутреннегостакана, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения точности эа счет повышения поперечной жесткости и одновременного уменьшения металлоемкости, открытые 25 торцы каждого стакана сопряжены с доннойчастью другого стакана, а другая пара тензорезисторов установлена на внутренней поверхности цилиндрической части наружного стакана,