Тензорезисторный датчик веса и силы

а бймйтФЙВ Союз Советскихоциалистическиреспублик ВИДЕТЕЛЬСТВУ ТОР СКО(23) Приоритет св с. Г с. Государственный ко 1 кктет Совета Министров ССь лам изобретений и открытий Зт ч т)тс, т 8 т С юллетень4 Опубликовано 30.11,76Дата опубликования пса н ия 30,11.7 72) Авторы изобрете Р. Санто, В. А. Годзиковский и И. И. Лифан 71) Заявитель Научно-исследовательский и конструкторский институт испытательныхмашин, приборов и средств измерения масс 54) ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЙ ДАТЧИК ВЕСА риборо для изчности изтных разтем, что в предлагаемом гого элемента выполнены ней части, а их концы Изобретение относится к области и строения и может быть использовано мерения усилий в крановых весах.Известны тензорезисторные датчики веса и силы, содержащие звездообразный упругий 5 элемент, на каждом ребре которого закреплены тензорезисторы, причем ребра опираются на основание 11.Известен также тензорезисторный датчик веса и силы, у которого звездообразно распо ложенные изгибаемые ребра соединены с основанием гибкими связями 21.В таких датчиках малая жесткость упругих элементов, вь:званная применением для измерения силы деформации изгиба, приводит из за большой осадки датчика под нагрузкой к появлению паразитных деформаций и к нелинейности характеристики преобразования, увеличивающей погрешность измерения силы Использование деформации изгиба требует 20 определенной длины изгибаемой балки для обеспечения номинальной чувствительности датчика, что влечет за собой увеличение его габаритов,Цель изобретения - повышение то мерения силы и уменьшение габари меров датчика.Это достигаетсядатчике ребра упруутоненными в сред 30 жестко связаны с основанием, на опорной поверхности которого выполнен кольцевой вы. ступ. Внешний диаметр кольцевого выступа определяется из соотношения 0,6 - 0,91, гдерасстояние между наружными концамп противолежащих ребер упругого элемента.На фиг. 1 показан датчик силы и веса, оощий вид; на фиг, 2 - сечение по Л - Л и;, фиг. 1.Датчик состоит из силовоспринимающего центрального тела 1, соединенного звездосоразно расположенными ребрами 2 с основа. нием 3, выполненным за одно целое с кош:ами 4 ребер 2. Ребра отделены от осповатп расточкой 5. Средние части 6 ребер 2 вьпо. непы утоненными за счет наличия расточск 7 и на них размещены тензорезисторы 8 и 9 под углом .+45 к оси датчика. На опорной т;с 1- верхности основания выполнен кольцевой в:1 ступ 10.Устройство работает следующим образом.Измеряемое усилие Р приложено к снловос принимающему центральному телу 1 и вслед ствие жесткой связи ребер 2 с основанием 3 вызывает появление в ребрах деформации сдвига.Наибольшие касательные напряжения воз - никают в утоненных участках 6, па которых направлении главных осей деформации сдвига, т, е. под углом 45 к огп датчика, пазс/4 Изд,Подпи ЦНИИПИ Государст Совета Министров изобретений и 3035, Москва, Ж, 1792 029сноевенного комитетаСССР по деламоткрытийРаушская наб., д, 4/5 Тираж 1 Типография, п апунова, 2 щепы тензорезисторы. Тензорезистор 9 и расположенные аналогично на других ребрах тензорезисторы сжимаются, а тензорезисторы 8, ориентированные перпендикулярно к тензорезисторам 9, растягиваются, Тензорезисторы соединены по мостовой схеме.Вследствие использования деформации сдвига длина ребер 2 не связана с условием обеспечения номинальной чувствительности датчика и определяется только условием достаточности места для размещения тензорезисторов, что позволяет существенно уменьшить габаритные размеры. Одновременно с уменьшением длины ребер 2 и из-за жесткой связи их с основанием 3 увеличивается жесткость датчика, что повышает точность измерения, особенно динамических сил,Для устранения гистерезиса на опорной поверхности основания 3 выполнен кольцевой выступ 10, диаметр которого выбирается из соотношения 0,6 - 0,9 1, где 1 - расстояние между наружными концами противолежащих ребер упругого элемента. Жесткая связь ребер 2 и основания 3 уменьшает влияние паразитных боковых сил, что увеличивает точность измерения.Использование датчика веса и силы позволяет повысить точность измерения динамических и статических усилий и уменьшить габаритные размеры датчиков на большие нагрузки, что существенно расширяет сферу их применения,Предлагаемый датчик может быть использован в крановых весах испытательных маши нах и стендах, в том числе динамических. Формула изобретения и Тензорезисторный датчик веса и силы, содержащий звездообразный упругий элемент, на каждом ребре которого закреплены тензорезисторы, и основание, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измере ния и уменьшения габаритных размеров, ребра упругого элемента выполнены утоненными в средней части, а их концы жестко связаны с основанием, на опорной поверхности которого выполнен кольцевой выступ, внешний диаметр которого определяется соотношением 0,6 - 0,9 1, где 1 - расстояние между наружными концами противолежащих ребер упругого элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Патент США3422445, кл. 73 в 1,1966.2. Авт. св.2133787, кл. 6 011. 1/22, 1968 30 (прототип). Составитель А. ГоловченкоРедактор Т. Рыбалова Техред М. Семе Корректор 3. Тарасова