Датчик деформаций

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН С 01 В 7/18 АНИЕ ИЗОБРЕТ ТЕЛЬСТ х=) нт спытательств измерецентра упругои нтра тензореэис ностроении.к.т.н.роение ,тора, мм; длина проекци ореэн наасположен мм оян между мм; той же(54)(57) Дщий прямос прорезям деформ диницы ия нзорез форма ся те очия тенельной сти изм относ тианы вдол ы, концы ернииочностеплени езраз ий не равном рапластины,жат на би и эак 1 а ореэисторов. ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ К АВТОРСКОМУ(56) 1. Тензометрия в машиСправочное пособие.Под редР.А.Макарова. М.,"Машинос1975, с. 246, рис 136 б.2, Патент США Ф 378218кл. С 01 В 7/18, 1974 (про АТЧИК ДЕФОРМАЦИЙ, содержгольную упругую пластини и закрепленные на нейторы, о т л и ч а ю щ и что, с целью повышения рений, прорези ориентир диагоналей упругой пла прорезей расположены на стоянии от центра упруг а оси тенэореэисторов л сектрисах углов, образо ных прорезями, причем расстояние оцентра пластины до центра тензорезтора определено по уравнению де х - расстояние о пластины добиссектрису, на котор данный тенэореэистор,а - половина расс конц:.ми данной пары и с - половина угла парой прорезей, рад; 6 - максимальная следуемого объекта, е тельной деформации; Е, - номинальная д зореэистора, единицы деформации;(41 1Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерениям деформаций материалов.Известно устройство для измерения деформаций, содержащее тензорезисторы, закрепленные на упругой пластине, которая приваривается или приклеивается к поверхности исследуемого. объекта 13.Недостатком такого исполнения устройства является то, что его диапазон измерения практически совпадает с диапазоном измерения используемых транзисторов. Поэтому его нельзя применять тогда, когда требуется измерить деформации большие или меньшие диапазона измерения тензорезнстора.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является датчик деформаций, содержащий прямо-20 угольную упругую пластину с поперечными чередующимися прорезями, а тензорезистор наклеен поверх прорезей.Напряжение в металлической пластине с прорезями выше напряжений в исследуемом объекте, и поэтому она выполняет роль усилителя, что позволяет измерять деформации меньшие, чем номинальные деформации тензорезистора 23.Недостатком такого устройств является возможность потери устоичивос"30 ти пластины нри измерении деформаций сжатия, а также отсутствие возможности измерения деформаций больших, чем номинальная деформация тензорезистора.Цель изобретения - повышение точ- З 5 ности измерений путем изменения масштаба измеренных деформаций используе.мого тензорезистора как при измерении деформаций более низких, так и более высоких, чем номинальная деформация 40 используемого тензорезистора.Поставленная цель достигается тем, что в датчике деформаций, содержащем прямоугольную упругую пластину с прорезями и закрепленные на ней тензо резисторы, прорези ориентированы вдоль диагоналей упругой пластины, концы прорезей расположены на равном расстоянии от центра упругой пластины, а оси тензореэисторов лежат 50 на биссектрисах углов, образованных прорезями, причем расстояние от центра пластины до центра тензорезистора определено по уравнению 982 2где х - расстояние от центра упругой пластины до центра тензорезистора, мм;- длина проекции прорези набиссектрису, на которой расположенданный тенэорезнстор, мм;ю - половина расстояния междуконцами данной пары прорезей, мм;а( - половина угла между той жепарой прорезей, рад;- максимальная деформация исследуемого объекта, единицы относительной деформации;номинальная деформация тензорезистора, единицы относительнойдеформации;р = Е 10,61,ч )- безразмерный коэффициент, учитывающий неточность изготовления пластины и закреплениятензорезисторов.Такое конструктивное исполнениедатчика деформаций позволяет согласовать деформацию исследуемого объекта с номинальной деформацией тензоре.эистора и обеспечить его работу внаиболее оптимальных условиях, благо"даря чему н повышается точность измерения,На фиг.1 показана конструкция датчика; на фиг. 2 - распределение деформаций в пластине вдоль биссектрисы, по которой наклеен тензорезистор.Датчик деформаций содержит прямоугольную упругую пластину 1 с прорезями 2, и закрепленные на ней тензорезисторы 3. Прорези 2 ориентированывдоль диагоналей упругой пластины,концы прорезей расположены на равномрасстоянии 2 п от центра пластины,Расстояние х от центра 0 пластиныдо центра тензореэистора 3 определено по уравнению (1). Датчик крепитсяк объекту 4.Датчик работает следующим образом,Упругая пластина 1 деформируетсясовместно с объектом 4. Вследствиетого, что прорези 2 делят упругуюпластину на сектора треугольной формы, деформация пластины вдоль биссектрисы угла, образованного прорезя" ми, будет распределена неравномерно.Деформация пластины больше деформации объекта в ее центре и меньше на периферии пластины (фиг. 2), Тензорезистор 3 расположен в той зоне, где деформация пластины соответствует номинальной деформации тензорезистора. Место расположения тенэорезистора выбирают по уравнению (1)1106982 Фиг. ГЗаказ 5743/27 аж 587 Подписное род,уа.Проектная, 4 атеа в соответствии с условиями работыдатчика, т,е. в соответствии с тем, необходимо ли усиление или ослабление деформаций, передаваемых с исследуемого объекта, Форма контура пластины не имеет решающего значения, она мо.жет быть и круглой или иметь форму симметричного многоугольника, это не окажет влияния на ее работу и методику определения места тензорезис 1 О тора.Такое выполнение датчика позволя" ет расширить диапазон измеряемых дег формаций исследуемого объекта от 10 до 10 единиц относительной деформации, что примерно на порядок больше диапазона, охватываемого известными устройствами.Закрепление тензорезистора на упругой пластине в зоне, соответствующей его номинальной деформации, повы шает точность измерения,Кроме того, при измерении деформа-. ции сжатия упругая пластина не потеряет устойчивости, так как действующие при этом напряжения в ортогональном направлении создают поддерживающие усилия через соответствующие сектора.