Силоизмерительный датчик

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 27.05.76 (21)с присоединением заявки3040 18 51) М. Кл, СЗ 01 . 1/2 Государственный комитет Совета Мнннотров СССР оо делам изобретений и открытий. И, Терещенк 1) Заявитель ститут проблем прочности АН Украинской ССР 4) СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ДАТЧИ выполненные за одно целое силовоспринимающий элемент, основание и размещенные между ними упрутие элементы в виде встречно расположенныхдвухопорных балок, связанных с основанием и силвоспринимающим элементом упрутошарнирнымиопорами, а между собой в средней части - упругишарниром, и преобразователь деформации упругихэлементов в электрический сигнал 3.В этом датчике наряду с хорошимигическими характеристиками при заданнойжесткости малы деформации упругого элемента,что обуславливает его малую чувствительность. Увличение же деформации упругого элемента умень.шает жесткость датчика мегроло- высокой Целью изобретения являетсяствительности при сохранении высо вышение чувой жесткости достигается тем, что в нем преобрармации упругих элементов в электри Эта цел зователь дефа одно целое с нимиизмерительный дат ыпол пенн риведен На чертк,принимающегоМ 2,основания сило стон мента 1 со с еским выс(45) Дата опубликования Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для измерения сил электрическим методом, и может быть использовано для измерения усилий, например, при механических испытаниях материалов на силонагружающих установках. Такие устройства должны обладать высокой жесткостью и чувствительностью,Известен динамометр, содержащий упругий элемент в виде помещенного в замкнутый корпус полого цилиндра с расположенными на его поверх ности тензорезисторами 1.Динамрметр обладает достаточной жесткостью, Однако чувствительность его мала, так как мала деформация чувствительного элемента под воздействием приложенных усилий, 15Известен также динамометр, содержащий основание, силопередающий элемент, двухопорный симметрично нагружаемый чувствительный элемент, опирающийся на жесткий уступ 2Этот динамометр, благодаря реализованной рО в нем рычажной системы увеличения деформации, имеет более высокую чувствительность. Однако ее величина также недостаточна.Наиболее близким по технической сущности является силоизмерительный датчик, содержащий 25 соединен с серединами обеих балок нцам связаны между собой жестки609985 я Заказ 2998/Э 1 Тираж 1112 Подписное Ц Силиал ППП "Патеитфф, г.Ужгород, ул. Проектная, 4 и расположенных между ними упругих элементовв виде двух параллельных и встречно расположен.ных двухопорных балок 4. Балки 4 размещеныперпендикулярно относительно направления прикладываемых усилий Р и ограничены тремя прямоугольными сквозными отверстиями. Два крайних отверстия 5 узкие и ограничены от боковых сторон эле-,мента 1основания 3 тонкими перемычками - упругими шарнирами 6. Ширина среднего отверстия 7достаточна для размещейия в поперечном сеченииего преобразователя 8 деформации, а длина его превышает ширину силовоспринимающего элемента 1и основания 3, К боковым поверхностям балок 4примыкают уступы 9, являющиеся продолжениембалок 4 и симметрично расположенные по обе стороны от них. Преобразователь 8 деформации соединяет середины обеих балок 4 и представляет собой предварительно натянутую упругую пластинку 10 с наклеенными на ней тензорезисторами 11,включенными в электрическую схему (на чертежене показана).Силовоспринимающий элемент 1, основание 3,двухопорные балки 4, уступы 9 и упругие шарниры 6 выполнены за одно целое в виде плиты.Силоизмерительный датчик работает следую.щим образом,При приложении измеряемой нагрузки Р к элементу 1 прогибаются балки 4, Под воздействием прогиба балок 4 уменьшается натяжение упругой пластинки 10 и деформация наклеенных на ней тензорезис- зоторов 11, с которых снимается электрический сигнал, пропорциональный измеряемой нагрузке Р.Благодаря тому, что расстояние между шарниром 6и уступом 9 меньше, чем расстояние между серединой балки и уступом 9, перемещение середины бал- З ки при воздействии нагрузки Р больше, чем перемещение элемента 1. Это обуславливает высокуючувствительность силоизмерительного датчика присохранении его, высокой жесткости, Повышениючувствительности сгтособствует также выполнениеуступов с большой жесткостью и использованиедвух двухопорных балок с расположенным междуих серединами преобразователем перемещения вэлектрический сигнал. Формула изобретения Силоизмерительный датчик, содержащий вы полненные за одно целое силовоспринимающий зле. мент, основание, размещенные между ними упругие элементы в виде встречно расположенных двух- опорных балок, связанных с силовоспринимающим элементом и основанием упругими шарнирами, и преобразователь деформации упругих элементов в электрический сигнал, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности при сохранении высокой жесткости, преобразователь де формации упругих элементов в электрический сит. нал соединен . с серединами обеих балок, которыепо концам связаны между собой жесткими уступами, выполненными за одно целое с ними,Источники информации, принятые во вниманиепри экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР У 455253,кл. б 01 1 1./22, 1973.2. Патент ФРГ У 1125203, кл, 42 к 7/05, 1962.3. Авторское свидетельство СССР И 409093,кл, 6 01 . 1/22, 1973.