Датчик силы

(21) 466233 (22) 15,03,8 (46) 07.05,9 (75) В,К.гол геев (53) 531.78 (56) Авторс М 372464,Авторс В 559136,змеритсльзовано для ю изобретеи. Цель доо введены оторые сои 2 закрепединениемконусообГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ Бюл, й 17ванов, А.ф.дащенко и С,Т.Сер 1 (088,8)кое свидетельство СССРкл. 801 1 1/10, 1971.кое свидетельство СССРкл. О 01 1. 1/10, 1976.(57) Изобретение относится к иной технике и может быть испольточного измерения усилий. Цельния является повышение точностстигается тем, что в устройстввторая пара резонаторов 3 и 4, квместно с парой резонаторов 1лены на упругом элементе 5 сомеханически с силовводящими разными оболочками 5 и 6. Каждый резонатор выполнен в виде цилиндра и снабжен соответствующими системами возбуждения, включенными в схему соответствующего генератора, при этом выходы генераторов каждой пары резонаторов включены на входы двух соответствующих смесителей, выходы которых подсоединены к входу третьего смесителя. Каждая пара резонаторов закреплена по разные стороны от упругого элемента соосно друг другу, упругому элементу и круговым оболочкам 5 и 6, при этом соответствующие отношения среднего диаметра цилиндра резонаторов к его высоте и толщине для каждой паоы оезонаторов равны между собой. При воздействии усилия на конусообразные оболочки последние изгибают упругий элемент и деФормируют резонаторы, преобразованный выходной сигнал которых пропорционален приложенному усилию. 2 ил,1647294 3Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для точного измерения усилий.Целью изобретения является повышение точности, 5На фиг. 1 показан датчик, осевое сечение; на фиг. 2 - электрическая схема датчика.Датчик силы состоит иэ четырех резонаторов 1 - 4, попарно имеющих одинаковые 10 геометрические размеры, причем п 1/01 = =и 2 /02 и 1 .1/О 1 = 1.2/02, Соосно с резонаторами выполнена кольцевая пластина 5, имеющая две силовводящие конусообразные круговые оболочки 6 и 7. На фиг. 1 также 15 схематично показано расположение электромагнитов съема Ю 1, ЧЧз, ВЬ, МЧ 7 и возбуждения колебаний И/2, ЧЧ 4, В/в, ЧЧв. На фиг. 2 представлена электрическая схема соединения электромагнитов ЧЧ 1,".,О/в, четырех 20 . дифференциальных электронных усилителей-ограничителей А 1А 4 и трех смесителей в виде частотно-разностных вычитателей 81, 82, Яз, генераторы колебаний Г 1, Г 2, Гз. Г 4 отмечены пунктиром. 25Датчик силы работает следующим образом.Измеряемое усилие Р, равномерно распределенное в окружном направлении и приложенное к сцловводящим конусооб разным круговым оболочкам, изгибает кольцевую пластину 5 так, что цилиндрические оболочки 1 и 3 сжимаются, а оболочки 2 и 4 растягиваются, Пропорционально их деформации меняется собственная частота 35 колебаний этих оболочекГенераторы Г 1, Г 2, Гз, Г 4 возбуждают колебания в оболочках 1 - 4 соответственно и при помощи генераторов и обратной связи снимаются с них собственные колебания 40 Причем в оболочках 1 и 3 возбуждаются колебания большей частоты, а в оболочках 2 и 4 - меньшей. При помощи частотно-разностных вычитателей Я 1 и 82 вычитаются колебания Р 1 - Г 2 и Рз - Р 4 соответственно, 45 Так как геометрические размеры цилиндрических оболочек 1 и 2, а также 3 и 4 равны между собой, то деформируются они на одинаковую величину, но в разных направлениях расположены симметрично,50 -относительно срединой поверхности кольцевой пластины). Поэтому приращение частоты будет одинаковым на выходе частотных вычитателей 81 и 82. Следовательно, выходная характеристика датчика будет линейной. Температурное влияние на эти оболочки будет также одинаковым. Так как в оболочках 1 и 2; 3 и 4 выполнено соотношение основных геометрических размеров . постоянным (1/01 = п 2/02; 1.1/01=2/02), то и влияние их на собственную частоту цилиндрических резонаторов одинаковое и зависит от их напряженно деформированного состояния. Следовательно, температурные слагаемые деформации, направленные в одну сторону этих оболочек, при вычитании частот ь частотном вычитателе Яз взаимно уничтожаются и выходная частота Р будет более, линейно зависеть от измеряемого усилияпри одновременной температурной стабилизации частотного сигнала, а в связи с этим повысится точность измерения.Формул а изобретения Датчик силы, содержащий упругий элемент в виде тела вращения, два силовводящих элемента, первую пару резонаторов, системы возбуждения колебаний которых включены соответственно в схему первого и второго генераторов, выходы которых подключены к входам первого смесителя, о тличающийсятем,что,сцельюповышения точности, в него введены третий и четвертый генераторы, второй и третий смесители, вторая пара резонаторов с соответствующими системами возбуждения, включение соответственно в схему третьего и четвертого генераторов, выходы которых подключены к входам второго смесителя, выход которого соединен с первым входом третьего смесителя, второй вход которого соединен с выходом первого смесителя, при этом силовводящие элементы выполнены в виде усеченных конусообразных круговых оболочек соосно и за одно целое с упругим элементом, а резонаторы выполнены в виде кольцевых цилйндров с попарно одинаковыми геометрическими размерами и закреплены попарно по разные стороны от упругого элемента и соосно друг другу, упругому элементу и круговым оболочкам, причем соответствующие отношениям среднего диаметра каждой пэры кольцевых цилиндров к его высоте и толщине равны между собой,1641294 Корректор Т,Мале Редакт ати з 1390 Тираж %0 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Рауаская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат"Патент", г, Ужгород, ул.Гагарин Составител Техред М,М А,Северингентал