Тензометрический преобразователь усилий в электрический сигнал

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЛО,4 с о 1 ь 1 04 ВСЕСОаиатК 3 т БлоЛй ОБРЕТЕН НИ ПИ ВУ У С 8 И АВТОР одля приложенияпругому элемензобретен и упоусилий сновани измерипервичнымдавлений тносится измеряемьту 1,1 ен ельнои техникепреобр азов ат еля электрический усилии илсигнал,ипа кольцеЯЯ тензом у силий е скии сиги ал,ий преобразовател элект ензометрич 1 с цилиндстью (кольаметрально ской поверхдля закрепэлемент поверхн а его д линдрич упор 2угииочейа). ит у ой р 6 алох то с ричесцеваякр айниностиления ках ц вле уста упру на опоре го элемен ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Кишиневский научно-исследователь ский институт электроприборостроения (72) С,И.Балабан, Ю.О,Лапскер и И,И,Гришанов(56) Авторское свидетельство СССР У 78115, кл. С 01 Е 1/04, 1949,Авторское свидетельство СССР У 195662, кл. С 01 Е 1/04, 1975, (54) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УСИЛИЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к первичным преобразователям усилий или давлений в электрический сигнал. Целью изобретения является повышение чувст вительности преобразователя, Преобью изобретения является пов вствительности преобразоват чертеже изображена конструк етрического преобразователя разователь выполнен в виде цилиндрического упругого элемента 1. На егодиаметрально крайних точках установлены упор 2 и упор 3 для приложенияусилий, приложенных к упругому элементу 1, При приложении вертикальнойсилы к упорам упругий элемент меняетсвою форму от строгой окружности доэллипса. При этом тензорезисторныеобмотки 5, закрепленные на конусныхстойках 4, начинают работать на растяжение, а две другие - на сжатиеПри этом обеспечивается выходной сигнал, пропорциональный приложенномуусилию, Наличие выпуклости упругогоэлемента, на котором находится тензометрический провод, и обратного кнуса обеспечивает более плотное прилегание провода к деформируемой поверхности кольца, 1 з.п.ф-лы, 1 ил. На упругом элементе 1 твой балки при приложении усилия перпендикулярно образующей этого кольца всегда сущеСтвуют четыре участка (зоны) наименьшей деформации кольца, в которых осуществляется смена знака деформации (от растяжения к сжатию и наоборот). В этих зонах установлено по одной стойке 4 для удержания обмо ток 5 из тензочувствительно о микро- провода, навиваемых по одной вокруг ры соседних стоек, концы которых вы 1525486ведены на контактные площадки 6 иэлектрически закреплены на них,Полученные таким образом четыреобмотки 5 образуют четырехплечий тен 5зометрический мост. Стойки 4 выполнены конусными и усеченной вершиной закреплены на поверхности чувствительного элемента 1, при этом диаметр окружности в усеченном конусе не должен 10превышать 2/3 ширины кольцевой балочки, Такое ограничение связано с тем,чтобы исключить действие краевых эффектов на обмотку тензорезистора,Конусность радиальных стоек 4 необходима для удержания наматываемой оболоч -ки тензорезистора до ее закрепления связующими, кроме того, при намоткевитки соскальзывают к узкому основанию, что при использовании микропрово да позволяет выполнить витки практически одной длины и, как следствие,выполнить тензорезисторы одинаковыми по сопротивлению даже при намоткекаждого тензорезистора большим количес:вом витков,Устройство работает следующим образом,При воздействии вертикального усилия на упор 3 упругий элемент 1 начинает менять свою форму от строгойокружности до эллипса, меньшая ось(а при растяжении большая) которогопроходит через упор 3 и закрепленныйна неподвижном основании упор 2, При 25 30 35 этом две тензорезисторных противолежащих обмотки 5 начинают работать на Усилие как давление может передаваться на упор 3 и через мембрану,сильфон,растяжение, а иве других - на сжатие, обеспечивая, таким образом, выходной сигнал, пропорциональный приложенно му усилию,Наличие выпуклости поверхности,на которой находится тензометрический провод обратного конуса обеспечивает прилегание провода к деформируемой поверхности кольца. Использование при намотке микропровода позволяет получить высокоомный мост при относительно небольшом количестве витков исущественно повысить напряжение питания,Использование каждой стойки для создания и закрепления двух секций упрощает конструкцию преобразователя.Покрытие наружной поверхности преобразователя тензометрическим цементом приводит к повышению метрологических свойств и надежности изделия,Формула изобретенияТензометрический преобразователь усилий в электрический сигнал, содержащий упругий элемент с цилиндрической рабочей поверхностью, проволочный тензорезистор, намотанный с предварительным натягом на поверхность упругого элемента и электрически подсоединенный к токопроводам, силовоспринимающие упоры, расположенные на диаметрально противоположных участках цилиндрической поверхности, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введены радиапьные стойки, выполненные в виде усеченных конусов и установленные усеченной вершиной на внешней поверхности упругого элемен- та в зонах его минимальной деформации, а тензорезистор выполнен в виде многовитковой микропроволочной обмотки, намотанной вокруг каждой пары соседних радиальных стоек, причем обмотки в каждой паре соединены в тензометрический измерительный мост1525486 гы иновава Корректор Т.М едакто ел ов ск ая ЗаказВНИИПИ ГКНТ СССР оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина 211/34 Государственного 113035)оставитель Иехред Л.Сердю Тираж 789 митета по изобрет сква, Ж, Раушс Подписноеиям и открытиямя наб., д. 4/5