Тензорезисторный датчик силы

)5 6 01 1 1/22 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМУ СВИ ОРНЫЙ ЦАТЧИК СИЛЫ носится к силоизмерилью изобретения являе нелинейности и жесткости датчика. В 54) ТЕНЗОРЕЗ(57) Изобретение о тельной технике, Ц ется уменьшен повышение осевои такой упругий енной нелине аботы происхо ом кривизны у езисторов,Одна ярко выра процессе одним зн ния тензо элементобладаеностью, так какдит изменениечастков размещ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Одесский политехнический институт(56) Патент США М 3036283,кл. 338-5, 1962.Заявка ФРГ М 1147054,кл, 42 К 7/05, 1962. Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерений с высокой точностью сил малого номинала.Известен тензорезисторный датчик силы, у которого упругий элемент выполнен в форме тела вращения, в котором цилиндрическая часть, на наружной поверхности которой размещены тензорезисторы, сопрягается с двумя коническими кольцевыми пластинами, развернутыми вершинами в разные стороны и нагружаемые в центральной части,Однако этот датчик не позволяет реализовать измерительную мостовую схему с четырьмя активными тензорезисторами, так как все они получают приращение деформации одного знака. датчике силы упругий элемент выполнен в виде двух коаксиально расположенных кольцевых оболочек, имеющих цилиндрические опорные участки и конические деформируемые участки, сопряженные с деформируемым цилиндрическим участком, на наружной поверхности которого размещены тензорезисторы, при атом одни цилиндрические опорные участки оболочек соединены между собой, другой цилиндрический опорный участок наружной оболочки жестко соединен с корпусом, а внутренней оболочки - с силовводящим элементом, Б конических деформируемых участках кольцевых оболочек выполнены осесимметричные равномерно расположенные отверстия, 1 зп.флы,1 ил. Известен тензорезисторный датчик силы, в котором упругий элемент выполнен в виде сильфона, на выпуклых и вогнутых частях наружной поверхности которогразмещены тензорезисторы. В известном датчике возможна реализация мостовой схемы с чегырьмя активными тенэорезисторами, так как тензорезисторы на выпуклой и вогнутой частях сильфона будут испытывать приращение деформаций разных знаков, при его нагружении осевой силой,5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 Целью изобретения является уменьшение нелинейности тензодатчика и повышение его жесткости.Указанная цель достигается тем, что в тензорезисторном датчике силы, содержащем размещенные в корпусе с защитной мембраной упругий элемент с тензорезисторами и силовводящий элемент, упругий элемент выполнен в виде двух коаксиально расположенных кольцевых оболочек, состоящих из цилиндрических опорных участков и конических деформируемых участков, каждый из которых сопряжен с деформируемым цилиндрическим участком, на наружной поверхности каждого из которых размещены тензорезисторы, при этом одни цилиндрические опорные участки оболочек соединены между собой, другой цилиндрический опорный участок наружной оболочки жестко соединен с корпусом, а внутренней оболочки - с силовводя щим элементом.С целью повышения осевой жесткости датчика в конических деформируемых участках кольцевых оболочек выполнены осесимметричные равномерно расположенные отверстия,На чертеже представлена конструкция датчика.Тензорезисторный датчик силы содержит наружную 1 и внутреннюю 2 кольцевые оболочки, каждая из которых имеет опорные цилиндрические участки, конические деформируемые участки и цилиндрический деформируемый участок, на наружных поверхностях которых размещены тензорезисторы 3 и 4. Одни опорные цилиндрические участки сопряжены между собой через жесткие стакан 5 и опорное кольцо 6, с затяжкой последнего винтом 7, Другим цилиндрическим опорным участком наружная кольцевая оболочка сопряжена с корпусом 8 с фиксацией от радиального перемещения кольцом 9, а внутренняя цилиндрическая оболочка сопряжена с силовводящей частью 10 с помощью фиксатора 11 и гайки 12, От внешней среды со стороны силовводящей части 10 датчик герметизирован с помощью мембраны 13, краевые участки которой фиксируются кольцами 14 и 15, а с другой стороны на корпусе навинчена крышка 16,Датчик работает следующим образом, Под действием измеряемой силы Е силовводящая часть 10 нагружает внутреннюю кольцевую оболочку 2 растягивающим усилием, а наружную кольцевую оболочку 1 ввиду заклинивания их опорных цилиндрических участков в стакане 5 с помощью опорного кольца 6 - сжимающим усилием. При этом тензорезисторы 3 испытывают приращение деформаций растяжения, а тензорезисторы 4 - сжатия, что позволяет реализовать мостовую схему счетырьмя активными тензорезисторами, При этом нелинейности характеристик каждой кольцевой оболочки имеют разные знаки и при суммировании взаимно нейтрализуются.Ввиду того, что при малых углах а и толщинах стенки кольцевых оболочек д, резко возрастает прогиб конических участков, а следовательно, и осевая податливость датчика, введена перфорация конических участков, что позволяет увеличить толщину стенок конических частей, уменьшить их прогиб и увеличить осевую жесткость датчика.Техническим преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с известными является уменьшение нелинейности тензодатчика и повышение его жесткости,Формула изобретения 1, Тензорезисторный датчик силы, содержащий размещенные в корпусе с защитной мембраной упругий элемент с тензорезисторами и силовводящий элемент, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения нелинейности тензодатчика, упругий элемент выполнен в виде двух коаксиально расположенных кольцевых оболочек, состоящих из цилиндрических опорных участков и конических деформируемых участков, каждый из которых сопряжен с деформируемым цилиндрическим участком, на наружной поверхности каждого из которых размещены тензорезисторы, при этом одни цилиндрические опорные участки оболочек соединены между собой, другой цилиндрический опорный участок наружной оболочки жестко соединен с корпусом, а внутренней оболочки - с силовводящим элементом,2. Датчик по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения осевой жесткости датчика, в конических деформируемых участках кольцевых оболочек выполнены осесимметричные равномерно расположенные отверстия,Заказ 2277 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного. комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ул.Гагарина, 10 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж