Датчик усилий

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союэ СоветскихСоциалистическихРеспублик и 938069(51)М. Кд. С 01 1. 1/16 Ьеуаерстюкыб кеиктвт СССР ав двлаи нэобретекнй н открыткй(7) Заявитель 64) ДдтЦИК УСИЛИИ 1Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения усилий, веса,давлений и других механических величин,Известно устройство для измеренияусилий, содержащее пьезоэлемент сэлектродами, генератор электрическихколебаний, измерительный прибор исилопередающие элементы в виде накладок, через которые усилие прикладывается к пьезоэлементу 1.Однако это устройство не обладаеттребуемой точностью измерений, таккак площади соприкосновения поверхностей пьезоэлемента и силопередающих . элементов изменяются из-за слу.чайных трений на границах контакта,Кроме того, диапазон измеряемых усилий этого устройства ограничен в области больших усилий и определяетсяразмерами пьезоэлемента.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемо 2му результату является датчик усилий,содержащий пьезопластину и размещенные на одной из ее поверхностей назаданном расстоянии встречно-штыревые электроды Г 2 .5Недостатком известного являетсясравнительно невысокая точность измерений особенно при больших значенияхизмеряемых величин, когда в пьезопластине могут возникать поперечныеизгибные деформации, величина которых может превосходить напряжениерастяжения-сжатия,Цель изобретения - повышение точности измеренийПоставленная цель достигается тем,что датчик усилий снабжен стаканом,на дне которогозакреплена пьеэопластина другой своей поверхностью,2 о мембраной с жестким выступом, закрепленной на открытом торце стакана, исилопередающим элементом, связаннымс жестким выступом мембраны и выпол-ненным в виде сферического тела, раз-,93806 мещенного между электродами и взаимодействующего со средней частью пьезопластины;На фиг, 1 изображен датчик усилий,общий вид; на Фиг. 2 - разрез А-А наФиг, 1.Датчик усилий содержит пьезопластину 1, размещенные на ее поверхностивстречно-штыревые электроды 2 и 3.Датчик снабжен стаканом 4, мембраной 5 с жестким выступом 6 и силопередающим элементом 7, связанным сжестким выступом 6 мембраны 5 и размещенным между электродами 2.Через выводы 8- 11 осуществляется 15гальванический контакт встречно-щтыревых электродов 2 и 3 с внешнимиэлектрическими цепями,Датчик работает следующим образом. гоС помощью встречно-штыревого электрода 2 возбуждается в верхнем слоепьезопластины 1 акустическая волна,которая при отсутствии механическихнапряжений на участке между встречноштыревыми электродами 2 и 3 достигает встречно-штыревого электрода 3через определенное время То и преобразуется в электрический сигнал, Присоздании локальных механических напряжений в пьезопластине 1 в окрестности силопередающего элемента 7 время задержки сигнала изменяется пропорционально измеряемой величине засчет изменения длины пути и скорости35акстической волны.Уменьшение поперечных составляющихмеханических величин осуществляется 9 4за счет отсутствия изгибных деформа- . ций, так как пьезопластина 1 закреплена на дне стакана 4, а силопередающий элемент 7 выполнен в виде сферицеского тела.Таким образом, предлагаемый датчик обеспечивает необходимую точность и надежность и благодаря простоте конструкции может быть широко использован для измерения различных механических величин. Формула изобретения Датчик усилий, содержащий пьезопластину и размещенные на одной из ее поверхностей на заданном расстоянии встречно-штыревые электроды, .о тл и ч а ю щ и й с я тем, цто, с целью повышения точности измерений, он снабжен стаканом, на дне которого закреплена пьезопластина другой своей поверхностью, мембраной с жестким выступом, закрепленной на открытом торце стакана, и силопередающим элементом, связанным с жестким выступом мембраны.и выполненным в виде сферического тела, размещенного между электродами и взаимодействующего со средней частью пьезопластины. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР й 315963, кл. 6 011/16, 19712, Патент США Н 4,096.740,кл. С 01 В 7/16, 1978 (прототип).