Силоизмерительный датчик

гь 4 ОП ИСАНгИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯпц 536409 Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет - (43) Опубликовано 25.11,76. Бюллетень43 (45) Дата опубликования описания 17,02.77 осударственныи комитетСовета Министров СССР 53) УДК 531,781(71) Заявител СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ДАТЧ 20 Изобретение относится к измерительной техничке и может использоваться в системах контроля и управления технологическими процессами, преимущественно для преобразования из 1 меряемого усилия в электрический сигнал.Известный силоизмерительцый датчик, содержащий упругий элемент, рабочие и компенсационные тензорезисторы, соединенные в измерительные схемы с двумя или нескольиими независимыми идентичными твнзочувствительными схемами, рассчитан на один диапазон измерений 1.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является силоизмерцтельцый датчик, содержащий упругий элемент, выполненный в виде диска с силовосприцимающей частью и стойки для бесклеезых тецзорезисторов сжатия и растяжения, распо. ложенцых с обоих торцов упругого диска 121. Известный силоизмерительный датчик рассчитан па определенный диапазон измерения, ограничиваемый сверху необходимостью получения треоуемой точности измерения, и обес. печивает измерение только одной предельной цапрузки при применении одного упругого элемента. Расширение диапазона измерений приводит к уменьшению чувствительности в начале диапазона и снижению точно:ти измерения. На практике очень часто требуется провести точные измерения двух предельных нагрузок с одной относительной погрешностью.В этих случаях используют два датчика разными пределами измерений, что создает 5 необходимоать применения специальных пре.дохраняющих устройств для датчика с меньшпм пределом измерения.Цель изобретения - расширение диапазо.на измерения путем обеспечения измерения двух предельных нагрузок одним силопзмерцтельцым датчиком.Для этого в предлагаемом силоизмерительцом датчике отношение базы тензорезистороц растяжения к базе тензорезисторов сжатия выбрано в пределах 1,3 - 5,0.Тецзорезисторы сжатия с термокомпецсацпонцыми тензорезисторами образуют самостоятельную схему псрвого диапазона изме.реций, а тензорезисторы растяжения - сама стоятельную сыму второго диапазона измерений с переключением.На фиг. 1 приведен пример конструктивного выполнения предлагаемого сцлоцзмерц.тельного датчика с кольцевым упругим элсметтом (со снятым кожхом); ца фцг. 2 то же, вид слева; ца фиг. 3 - зависимость выходных сигналов (У,) от нагрузки тен.зорезисторов сжатия - диапазон цзмерепия (У,) и течзорезисторов растяжения - диаЗо пазоп измерения (уп).,Силоизмврительный датчик состоит из упругого элемента 1 с силовоспринимающей частью 2, консольных стоек 3, расположенных с обоих торцов упругого элемента, тензорезисторов растяжения 4 и сжатия 5, компепсаци очных катушек 6, 7 и 8, корпуса 9 и кожуха 10, База пары тензорезисторов растяжения р) выполнена больше базы пары тезорезисторов сжатия (,), что обеспечивает более высокую чувствительность тензорезистороа О сжатия.Начальное натяжение намотки тецзорезисторов сжатия больше начального натяжения намотки тензорезисторов растяжения.Теизорезисторы сжатия 5 с малой базой 5 намотки , вместе с термокомленсацион:ыми резисторами образуют самостоятельнуо измерительную схему 1 диапазона измсре;ий, которая отключается при достижении измеряемым усилием Р значения,номинального уси лия для 1 диапазона измерения Р.При Р: Р у тензорезисторов сжатия характвристика нелинейная. Твнзорезисторы сжатия с дальнейшим увеличением измеряемого усилия Р до Р и не выходят нз строя, 25 так как их первоначальное натяже:ше уменьшаепся до нуля.Тензорезисторы растяжения 4 вместе с другой пароЙ термокохпенсациогых рсзисторов образуют самостоятельную схему 11 диа пазона измврений, которая включается ар достижении . измеряемым усилием Р величи- ныР.Под действием измерявиого усилия Р происходит деформация упругого элемента 1 и З 5 база (,) тензорезисторсв сжатия 5 уменьшаетс, а база (р) тензорезисторов растяжения 4 увеличивается. С уменышеписм 1, ослабевает натяжение тензорезисторов сжатия и в измерительной схеме 1 диапазона появ. ляется;выходной сигнал У, пропорцоа;ь. ный измеряемому усилию. С увеличеиех лроисходит деформация тензорезисторов растяжения 4, пропорциональная измеряемому. ус.илию Р. Такое выполнение датчика позволяет рас. ширить диапазон измеряемых усилий с сохра пением трвбуеыой точности и соевпечить измерение двух предельных,нагрузок одшгм датчиком. Формула изобретения Силоизмерительный датчик, содержащй упругий элемент с силозоспринихающсй частью и консольными стойками для бесклесвых тензорезисторов растяжения и сжатия, расположенных на торцовых поверхостях упругого элемента, и тероокомпенсационные тспзорезисторы, отл ич аю щий ся тем, что, целью расширения диапазона измерения путем обеспечения измерения двух предельных нагрузок, в нем отношение базы тепзорезпсторов растяжения к оазе тензорезисторов сжатия выбрано в пределах 1,3 - 5,0. Источники информации, принятые во внимание при эиопертизе: 1. Датчк усилений твнзометрический ТПЛ,техническое описание и инструкция о экс.плуатации, Краснодарский ЦНТИ, 1970 г. 2. Авторское свидетельство СССР М 424025,М, Кл, С 01 1. 1/22, 1972 (прототип),Заказ 1147/1752ЦНИИП Подписив СССР п. Харьк. фил. пред, сПатентэ Изд. осударстве по дела Москва, Ж