Силоизмерительный датчик

Союз Советских Социалистических е еслубликГосударственнын комет ссср по делам нзоаретеннй н еткрытнй. М. Ростовцев, В. Р. Алавердов и Г. В. Маштакова Авторыизобретены С., Берл и итель 54) СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЛ ДАТЧИК ной екю 15 Изобретение относится к измеритель технике и предназначено для измерения в торных величин усилий.Известное силоизмерительцое устройство для измерения вектора усилий, выполненное на базе плоской упругой рамы и системы, передающей ее деформации на измеритель, не обеспечивает требуемую чувствительность и точность измерений из-за наличия трения в узлах при передаче усилия от рамы к чувствительным элементам 111:Наиболее близким по технической сущности к изобретению является силоизмерительный датчик, содержагций неподвижную колодку, в которой закреплен механотронный преобразователь перемещений, и подвижную колодку, связанную через упругу систему со цтырем механотроцного преоб разователя 2.К недостаткам известцого силоизмерительного датчика относится невозможность измерения компонентов плоскостного вектора силы.Цель изобретения заключается в обеспечении измерения компонентов плоскостного вектора силы. Указанная цель достигается за счет того, что механотронный преобразователь выполнен двухкоординатным с четырьмя парами электродов, а упругая система - в виде четырех стержней равного сечения, расположенных равномерно по поверхности кругового цилиндра и смещенных на 45 относительно электродов механотронного преобразователя, а также за счет того, что сечение стержней выполнено круговым и стержни выполнены за одно целое с колодками, а их сечение выполнено в виде сектора кольца.На фиг. 1 и 2 изображены варианты выполнения предлагаемого силоизмерительного датчика; на фиг. 3 - принципиальная электрическая схема включения двухкоординатного диодного механотронного преобразователя перемещений с четырьмя катодами и одним общим анодом.Двухкоординатный механотронный преобразователь (фиг. 1) содержит четыре электрода 1 и 2, являющихся катодами и жестко связанных с корпусом 3 посредством слюдяцых изоляторов 4, и общий подвижный анод 5 квадратного сечения, укрепленный ца стсржце 6, впаянном в эластичную мембра.Формула изобретения 3ну 7, являющуюся частью вакуумированной оболочки механотронного преобразователя.Внешняя часть стержня образует подвижный штьгрь 8 механотронного преобразователя. Для соединения электродов мехацотронного преобразователя с электрической схемой (фиг. 3) служит октальный цоколь 9. Подвижный анод 5 электрически соединяется с выводом цокоЛя посредством гибкой контактной пружинки 10. Упругая система силоизмерительного датчика (фиг. 1 выполнена в виде четырех параллельных друг другу стержней 11, расположенных равномерно по поверхности кругового цилиндра, смещенных на 45 относительно электролов механотронного преобразователя и жестко соединенных ца концах с колодками 12 и 13. В неполвижцой колодке 12 укреплен корпус 3 двухкоордицатцого механотронного преобразователя. Подвижная колодка 13 посредством эластичной фигурной пружины 14, зажатой между колодкой 13 и гайкой 15, втулки 16 и винта 17 соединена с подвижным концом штыря 8.На фиг. 2 изображена другая модификация конструкции силоизмерительного датчика. В этом случае стержни 11 упругой системы выполнены за одно целое с колодками 12 и 13 и имеют сечение в виде секторов кольца. Оси наибольшей чувствительности мехацотроццого преобразователя ММ и Хх перпендикулярны плоскостям, проходящим через центры тяжести сечений стержней упругой системы (см. фиг. 2,сечение В - В).Мехацотронный преобразователь имеет лве оси наибольшей чувствительности по току к перемещению:оси ММ и 1 хЯ (фиг. 1, сечение А - А). В то же время оси ММ и хх являются осями прямоугольных координат, по которым происходит разложение на компоненты измеряемого вектора усилия,С целью снижения погрешности измерения в предлагаемом силоизмерительцом датчике механотронцый преобразователь должен быть установлен таким образом, чтобы его оси наибольшей чувствительности ММ и Кх бьли бы перпендикулярны плоскостям, проходящим через пары близлежащих стержней упругой системы, как это показано на фиг. 1 (сечение Б - Б). Прц этом оси первых перемычек 1 - 1 и 11 - 11 фигурной пружины 14 должны совпадать с осями .ММ и МХ механотрона.Для обеспечения и ра вил ь ной установки механотроццого преобразователя в упругой системе на его фланце имеется индикаторная риска 18, совпадающая с осью Х 1 х 1, а на внутреннем торце цеполвижной колодки выгравирован треугольный указатель 19. При установке механотроццого преобразователя индикаторная риска 18 совмещается с указателем 19, как это показано ца фиг. 1 и 2. Угловое смещение мехацотроццого преобразователя относительно упругой системы10 1 й 29 ЗО 35 40 аю ана 1 - 2 практически не влияет на точностьизмерений.Принципиальная электрическая схемавключения силоизмерительного датчика(фиг, 3) содержит четыре катодных нагрузки - резисторы 20, 21, 22, 23, регулировочные резисторы 24, 25, источники анодногонапряжения 26, 27, источник напряжениянакала 28 и два выходных отсчетных прибора 29, 30, причем каждая из двух половинмеханотронного преобразователя, состоящая из анода и пары катодов, примыкающихк противоположным граням анода, включается по мостовой схеме, Предварительно шкалы отсчетных приборов 29, 30 тарируются вединицах силы путем подачи на подвижнуюколодку 13 вдоль осей ММ и 1 х 1 х (поочередно) калиброванных усилий. Перед началомизмерений оба моста схемы фиг. 3 балансируются с помощью регулировочных резисторов 24, 25, причем отсчетные приборы 29,30 приборы устанавливаются на нуль.Измеряемое усилие Р (фиг. 1 и 2) воздействует непосредственно на боковую поверхность гайки 15, которая выполняет рольсиловоспринимающей поверхности ширинойа. При этом усилие Р можетбыть приложено к любой точке указанной поверхности,что расширяет возможности применения.Под воздействием усилия Р подвижная колодка 13 перемещается относительно неподвижной колодки 12. Указанное перемещениечерез пружину 14 передается штырю механотронного преобразователя и вызывает соответствующее смещение его анода 5 относительно катодов 1, 2. При этом в мостовых схемах (фиг. 3) возникает разбаланснапряжений, который может быть отсчитанпо отсчетным приборам 29, 30. Показаниекажлого из этих отсчетных приборов пропорционально одной из двух составляющихизмеряемого вектора усилия, который такимобразом раскладывается на составляющие(компоненты) в прямоугольной системе коорлинат с осями ММ и Х 1 Х 1,Зная расположение в пространстве осейММ и Хх и значения обеих составляющихизмеряемого усилия, обычными методамиможно найти величину (модуль) и направление плоскостного вектора усилия Р. 1, Силоизмерительный датчик, содержащий неподвижную колодку, в которой закреплен механотронный преобразователь перемещений, и подвижную колодку, связанную через упругую систему со штырем механотронцого преобразователя, отличагощийся тем, что, с целью обеспечения измерения компонентов плоскостного вектора силы, в цем мехацотронный преобразователь выполцец двухкоординатцым с четырьмя парами662830бколодками, а их сечения име 1 от вид сектора кольца. л.б Составитель Л. НовикТехред О. ЛуговаяТираж 1089 Корректор С. Шекмар Подписное Редактор Л. БиберЗаказ 2686/44ЦНИи113036,филиал П ета СССрытийнаб., д.л. П роек ПИ Гдела Москв ПП П оми отк каяного ний и Рауш Уж гор осударст м изобр/5ая ент, г. 5электродов, а упругая система - ,:.:в виде четырех стержней равного сечения, расположенных равномерно по поверхности кругового цилиндра и сме 1 ценных на 45 относительно электродов механотронного преоб; -разов ателя.2. Датчик по п. 1, отличающийся тем,-что стержни выполнены кругового сечения.3. Датчик по п. 1, отличающийся тем,что стержни, выполнены за одно целое с Источники информации, принятые во внимание при экспертизе