Силоизмерительный датчик

353 59 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСооз Советских Социалистических РесптоликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 20.111.1970 ( 141793518-1с присоединением заявкиПриоритет Ч Кл б 011 1/2 Комитет по делам зо 0 ретений и открыти при Совете Министров СССР1 ублцков 29,1 Х,1972. Бюллетень29 ДК 531.781,2(088,8) Дата опубликованця опцсацця 25.Х 11.197 Авторызобретения. Базжин, Е. Г. Буканов, Б. Р. Лойцкер и И, И в чно-исследовательский и конструкторский институт испытательных машин, приборов и средств измерения масс явител ИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ДАТЧИК Изобретение относится к области измерения веса, давлений и сил с помощью тензорезцсторных датчиков.В устройстзах для измерения веса давлешй и сил используются тензорезисторные датчики 5 силы и давления, включающие в себя силоизмерительный элемент с мостом тензорезцсторов, упругие мембраны, защитный корпус, устройства для герметизации и устройства для размещения электрической схемы датчика, 10Недостатком существующих силоизмерительных элементов является их большая чувствительность к поперечным нагрузкам, которая искажает результат измерения и приводит к большим погрешностям, 15Целью настоящего изобретения является повышение точности измерений за счет уменьшения чувствительности к поперечным нагрузкам, возможному перекосу и эксцентриситету линии действия силы, а также увеличение жесткости силоизмерительного элемента и его технологичности.В предлагаемом датчике силоизмерительный элемент выполнен в виде крестовины из двух взаимно перпендикулярно расположенных рамок, составляющих четыре луча, исходящих из общего жесткого центра, являющегося грузоприемной частью силоизмерителыого элеьента, Каждый луч состоит из двух балок равного прямоугольного сечения, располо- ч 0 женных в параллельных плоскостях и соеди. неных на внешних концах короткой жесткой перемычкой. Сцлоцзмерительный элемент выполнен двухзвенным с плоскостью разреза, параллельно плоскостям расположения балок, с последующим соединением звеньев на внешних жестких концах балок, например сваркой, болтазш цлц штифтами, На поверхност 1 х 1 тяждой Оялц устянявлцвяОт продолыО по два тсцзорсзцстора, каждьш цз которых под действием измеряемой силы воспрцнцмаст дефо.мацию протцгоположного знака по отношению друг к другу. Тснзорезцсторы объединены в один цлц несколько независимых мостов, в каждом плече которых имеется по чегыре последовательно соединенных тензорезцстора, расположенных на каждом луче сцлоизмерительного элемента и воспринимающих деформацию одинакового знака. В соседние плечи моста включены тезорезисторы, деформации которых противоположны по знаку.Такая конструкция позволяет прц максимальной лцпеарцзацци характеристики, связывающей выходноц сигнал моста и измеряемую нагрузку, увел 1 чить точность датчика за счет нлцяцця поперечных сцл в результате компенсации цх указанным выше расположением тснзорезцсторов и включением их в схему, а такжс зя счет уменьшения прогибов от измеряемой нагрузки. Кроме этого, такое выполне 353595 10 15 20 25 30 ние позволяет улучшить технологию изготовления упругого элемента.На фиг,- показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 - электрическая схема устройства.Устройство содержит упругий элемент и тспзорезисторы. Упругий элемент представляет собой крестовидную рамку из четырех лучей 1. Каждый луч состоит из двух балок 2 равного прямоугольного сечения, расположенных в параллельных плоскостях. Балки, лежащие в одной плоскости исходят из общего жесткого центра 3 под углом 90 друг к другу, Балки каждого луча, лежащие в параллельных плоскостях, имеют жесткие концы 4, через котомые замыкаются в рамку. Таким образом, упругий элемент представляет собой, например, два скрещенных под углом 90 рамочных упругих элемента, С целью упрощения технологии изготовления упругий элемент выполняют разрезным из двух звеньев. После наклейки тензорезисторов 5 - 8 производят сборку звеньев упругого элемента, например, с помощью болтов 9, Это дает возможность производить обработку всех жестких частей на токарном сганкс и производить наклейку тензорезисгоров на наружные Н и внутренние В поверхности балок упругого элемента, Тензорезисторы соединены по схеме моста, как показано на фиг. 2. В каждое плечо моста включены последовательно четыре тензорезистора, расположенные по одному на каждом луче и воспринимающие деформацию одинакового знака и равную по величине. Таким образом, под действием паразитных боковых сил и моментов от эксцентриситета и перекоса линии действия измеряемой силы происходит перераспределение деформаций в балках. Увеличение паразитнои деформации каждого тензорезистора компенсируется соответствующим уменьшением деформации противолежащего тензорезистора и т. д., включенных в одно плечо моста или в противолежащие плечи.Тензорезисторы 7 и Я наклеены соответственно на невидимой стороне упругого элемента и на фиг. 1 не показаны. Предмет изобретения Силоизмеритсльный датчик, содержащий упругий элемент с установленньми на нем тензорезисторами, включенными в мостовую схему, огличаюиийся тем, что, с целью повышеия точности, в нем упругий элемент выполнен в виде крестовины пз двух взаимно перпендикулярно расположенных рамок, составляющих лучи, исходящие из общего жесткого центра, кагкдый из которых состоит из двух расположенных в раллельы плоскосх и соединенных на внешних концах короткой жесткой перемычкой балок прямоугольного сечения с минимальными размерами по длине.3531 а 9 Составитель Г, Невская Техред А. Камышникова Корректор Е. Зимина Редактор С. Хейфиц Типография, пр, Сапунова, " Заказ 3967,О Изд, Ма 1693 Тираж 406 Подп 1 гиосЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССРМосква, Ж.35, Раушская иаб., д. 4(5