Устройство для измерения усилий

(23) Приоритет Государственный квинтет СССР не делам нзобретеннй н ртнрнтнй(088 8) Дата опубликования описания 27.12.79 В, А, Борисенко, В, П. Кращенко и В. Е, Стаценко(72) Авторы изобретения Институт проблем прочности АН УССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ 1Изобретение относится к техническойфизике, а именно, к устройствам общего назначения для измерения сил с помощьюреэисторных тензометров линейного растяжения или сжатия,Известны силоизмерительные устрой 5ства, имеющие воспринимающие, измерительные и передающие элементы (11,К основным недостаткам этих устройствотносится наличие дополнительных связей.1 Омежду воспринимающими и передающимиэлементами, минующих измеритель, недосредственное охлаждение измерительногоэлемента, при котором устройства не могут обладать высокой чувствительностьюи достаточной точностью,15 Наиболее близким по технической сущ ности к предложенному является устройство, содержащее силовоспринимвющий элемент, выполненный в виде диафрагмы, передающий элемент в виде цилиндрической, стойки и измерительный элемент, имеющий форму тонкостенного цилиндра, на котоРом укреплены тенэодатчики, а также камеру, образованную измерительным и передающим элементами, в которую поступает ох лаждающая жидкость, Жидкость подается через систему отверстий в корпусе и воздействует на измерительный элемент Г 21. Однако в пепи силоизмерения возникают погрешности зв счет сил трения в диафрагме и воздейсжия на диафрагму и передактций элемент теплоносителя. Большую по грешность также вносит изменение давления охлаждающей среды, воэдействукнцей на измерительный элемент. При измерения небольших нагрузок настолько велико влияние указанных сил трения, что измеренные величины оказываются недостоверными, Дополнительную пбгрещность вносит деформация измерительного цилиндра, дающая значительную нелинейность выходного сигнала тенэорезисторов, обусловленную твк называемой бочкообразностью (от ; сжатия), или гиперболоидности (от растяжения) при действии измеряемой Нагрузки,50 Цель изобретения - повышение точности измерения малых усилий в средах с изменяющимся температурным режимом,Это достигается тем, что устройстводля измерения усилий снабжено термозащитным кожухом и скобой, укрепленнымина силопередающем элементе, который выполнен полым и содержит полость, рвсположенную параллельно упругому чувствительному элементу, причем шток силопе 1 Оредающего элемента выполнен в виде полого цилиндра с крестообразны 14 вклады 1 цем, разделяющим полость, параллельнуючувствительному элементу на две каме 15- ры, соединенные через образованные вкладышем полости штока с каналами подводаи отвода теплоносителя.На фиг, 1 изображено устройство дляизмерения усилий;на. фиг. 2 - вид А нафиг. 1; нв фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.1;, 2 ана фиг, 4 - разрез В-В. на фиг. 1.Устройство для измерения усилий имеетупругий чувствительный элемент 1, соединенный с помощью упруго шарнирных опорс силовоспринимающим элементом 2 и передающим элементом 3, в котором выполнены соединяющиеся полости 4 и 5, В полость 5 и частично в полсють 4 помещенвкладыш 6, Нв штоке силопередающегоэлемента со стороны подвода теплоносителя установлена муфта, имеющая втулку7 с уплотнениями 8 и с поджатыми винтами (не показаны) шайбами 9, Чувствительный элемент 1 снабжен тензорезистораму 10. Нв охлаждаемом (нвгреваемом) силопередающем элементе 3 закреплены теплоотводящие (теплоподводящие )скоба 11 и кожух 12,Устройсщо для измерения усилий рабо Отает следующим образом.Измеряемое усилие от силовоэбудителя(не показан) передается. штоку оилопередающего элемента 3 и далее, посредствомупругоцврнирных опор,на упругий чувстви тельный элемент 1 - динамометрическуюфукоисольную балочку, работающую посэме чистого изгиба и соединенную с сиааосиринимающим элементом 2 упругощарнйрными опорами, Наклеенные с двухсторон упругого анемента 1 тензорезисторы 10, включенные в схему автоматиЧеской термокомпенсвдии, выдают сигналы,фопорциональные приложенной силе соотнртствующего направления, Охлаждение 55(нагрев) измерительного устройства осуществляется теплоносителем, проходящим через соосные отверстия по втулке 7 (фиг, 4) и в штоке силопередающего элемента 3 в полость 5 и далев через каналы, образованные лысками вкладыша 6, в полость 4, Здесь. потоки разветвляются эффективно охлаждают (нагревают) сило передающий элемент 3 и через соответ ствующие каналы и отверстия возвращаются в магистраль, Охлаждение (нагрев) чувствительного элемента 1 осуществляется через упруго-шарнирные опоры,От радиационного излучения силовоспринимающего элемента 2 и конвективного теплообмена с окружающей средой чувснзительный элемент 1 защшцен теплоотводящей (теплоподводящей) скобой 11, укрепленной на охлаждаемом передаю 1 цем элементе 3. На этом же элементе укреплен также . теплоотводящий (теплоподводящий) кожух 12, защищающий чувствительный и сило,воспринимающий элементы от нагрева, или обеспечивающий их нагрев, в случае работы в области низких температур.формула изобретенияУстройство для измерения усилий, со держащее силовоспринимающий элемент, упругий чувствительный элемент с тензорезисторами и охлаждаемый силопередающий элемент со штоком, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения малых усилий в средах с изменяющимся температурным режимом, устройство снабжено термозащитным кожухом и скобой, укрепленными на силопередающем элементе, который выполнен полым и содержит полость, расположенную параллельно . упругому чувствительному элементу, причем шток силопередающего элемента выполнен в виде полого цилиндра с крестообразным вкладышем, разделяющим полость, параллельную чувствительному элементу, на две камеры, соединенные через образованные вкладышем полости штока с каналами подвода и отвода теплоносителя.Источники информации,принятие во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 409093, кл, б 01 4 1/22; 1971,2. Патент Великобритании М 1371222,кл 61 Йопублик. 1974,7052 В 4 г.5 Комн вКорректо Ковалева3 теп 10 е рственног етени Ж,або де лиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул, Проектная СоставитРедактор А, Шмелькин Техред Н.3 аказ 8016/43 ТирЦНИИПИ Госудапо делам изоб113035, Москва,о комии откраушская Подпиа (.ССй