Тензодинамометр продольной силы

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциапистич ескихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 24.1 080 (21) 2997179/18-10 51) М. КП. с присоединением заявки Мо С С 1 Ь 1/04 6 01 М 9/00 Государственный комитет СССР по делам изобретеиий и открытий(23) Приоритет Опубликовано 15082 Бюллетень М 22 Дата опубликования описания 15.06,82(54) ТЕНЭОДИНАМОМЕТР ПРОДОЛЬНОЙ СИЛЫ Изобретение относится к силоизме= рительной технике, в частности к уст. ройствам, основанным на измерении упругой деформации элементов конструкцииИзвестны использующиеся в экспериментальной аэродинамике тензометрические динамометры, содержащие корпусные элементы, соединенные поперечными по отношению клинии действия измеряемой силы силовыми пластинами, а также размещенными внутри корпусных элементов измерительными элементами, выполненными в виде соединенных с корпусными элементами прямоугольных рамок с тензорезистивными преобразователями 1.Существенным недостатком таких тензодинамометров, выполненных из одного куска металла, является низкая технологичность изготовления, требующая применения большого объема координатно-расточных и электроэро-. зионных работ.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является тензодинамометр, содержащий корпусные клинообразные элементы, соединенные электронно-лучевой сваркой с продольными жесткими балками бо" ковых элементов, связанными междусобой поперечными силовыми пластинами, а также поперечными консоль 5 н и несущ и тензопреобразовате ипластинами, выполненными на одной избалок каждого бокового элемента,взаимодействующими с упорами, размещенными на противоположных бал 10 ках (2)Однако в этом тенэодинамометреконсольное расположение измерительных пластин не обеспечивает симметричности упругой системы, что приводит к повышению влияния неизмеряе 15 мых компонентов нагрузки на резуль"таты измерений продольной силы. Внут"реннее расположение измерительнойпластины в боковом элементе не позволяет испольэовать современную технологию создания микросхем тензорезистивных преобразователей на поверхности этой пластины, что также является препятствием повышению метро"логических характеристик тензодина 25 мометра. кроме того, различная толщина сварного шва вдоль балок боковых элементов также приводит к не-.симметрии упругой системы динамометра и снижению его метрологических30 свойств, 93571955 Формула изобретения Целью изобретения является улучшение метрологических характеристики упрощение изготовления тензодинамометра.Указанная цель достигается тем,.что часть каждого бокового элемента, 5размещенная между поперечными силовыми пластинами, выполнена в видепрямоугольного блока с расположенными поего краям на противоположныхпродольиых балках консольными плас-. 10тинами, причем тензопреобразователивыполнены на внешних плоскостях консольных пластин; а их внутренниеплоскости связаны упругими шарнирами с упорами, расположенными на .15противоположных продольных балках,при этом продольные балки боковыхэлементов и корпусные элементы выполнены с продольными пазами, образующими полости под местом их соединения.На Фиг. 1 схематически представлен предлагаемый тензодинамометр,общий вид; на Фиг. 2 - сечение А-Ана фиг, 1,25Тензодинамометр выполнен в видедвух корпусных элементов 1, соединенных между собой боковыми элемен"тами 2, Каждый боковой элемент составлен из трех блоков: двух крайнихблоков 3 и среднего блока 4, соеди 30нение продольных (по отношению к. измеряемой силе Р) жестких балок 5блоков 3 и 4 с корпусными элементами 1 осуществляется четырьмя продольными сварными швами Ь. Продольные балки каждого крайнего блокасвязаны между собой силовыми поперечными (по отношению к направлениюизмеряемой силы Р) пластинами 7.Средний блок 4 выполнен прямоугольным в плане, а его продольныебалки соединены размещенными по краямблока на,противоположных балках 5консольными пластинами 8, на которыхрасположены тензорезистивные преобразователи 9, также ориентированнымипоперек измеряемой силы Р, взаимодействующими с ответными упорами 10на продольных балках.50Корпусные элементы 1 и продольныебалки боковых элементов 2 выполненыс пазами, образующими полости 11 подсварными швами б.Под воздействием измеряемой продольной силы Р происходит плоскопараллельное взаимное смещение кор"пусных элементов 1. Нагрузка с одного надругой корпусной элемент передается через сварные швы б, жесткие60продольные балки 5 боковых элементов 2, поперечные силовые пластины 7боковых элементов 2, поперечные консольные измерительные пластины 8 иупоры 10. При этом происходит изгибпоперечных силовых пластин 7 и кон65 сольных измерительных пластин 8,величина которого пропорциональнасиле Р. Теизопреобразователи 9, соединенные в мостовую или полумостовуюсхему, размещенные на консольных 1пластинах 8, реагируют на этот изгибизменением сопротивления и соответствующим изменением выходного напряжения в измерительной диагонали моста (или полумоста), которое регистрируется прибором.Разнесенные от продольной оси силовые и измерительные поперечныепластины обеспечивают значительнуюжесткость динамометра к воздействиюнеизмеряемых нагрузок (моменту вокругпродольной оси, боковым силе и моменту), Клинообразная форма корпусных элементов 1 и широкое разнесениесиловых поперечных пластин 7 способствуют повышенной жесткости динамометра и воздействию неизмеряемойвертикальной силы и момента от этойсилы. Пониженному влиянию этих жефакторов способствует разнесениеот середины динамометра консольныхизмерительных пластин 8 и прямоугольная форма среднего блока 4 бокового элемента 2. При этом болеесимметричная упругая система динамометра обладает меньшей чувствительностью к неиэмеряемым нагрузкам.Фактором, способствующим повышению симметричности упругой системыдинамометра, является ограничениетолщины сварного шва б путем организации продольных полостей под местами соединения корпусных и боковыхэлементовПри этом сварка электронньвю лучом дает швы одинаковой толщины, т.е, места соединения обладаютодинаковой жесткостью,Внешнее расположение измерительных консольных пластин на среднемблоке бокового элемента позволяетформировать тензопреобразователи(мостовые или полумостовые схемы,основные или резервные измерительныецепи, из металла или полупроводникового материала) с использованием современной Фототехнологии.Благодаря возможности использования фототехнологии повышается точность размещения тензопреобразователей, снижается чувствительность кнеизмеряемым нагрузкам и уменьшается трудоемкость изготовления изме-.рительных схем и тензодинамометрав целом.Изобретение обеспечивает 2-3-кратное снижение чувствительности тензодинамометра к неизмеряемкч компонентам нагрузки. Тензодинамометр продольной силы,содержащий корпусные клинообразныеа Тираж 8 Государст влам изобр Москва, ЖПодкомитета ССи открытийушская наб,сно еннотени35,д. 4/ илиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная элементы, соединенные с продольньиижесткими балками боковых элементов,связанными между собой поперечнымисиловыми пластинами, а также попе-речными консольными несущими тенэопреобраэователи пластинами, взаимодействукщими с упорами, размещеннымина противоположных .балках, о т л ич а ю щ и й с ятем, что, с цельюулучшения метрологических характеристик эа счет исключения влияния 10неизмеряемых нагрузок, часть каждогобокового элемента, размещенная меж- .ду поперечными силовыми пластинами,выполнена в виде прямоугольного блока срасположенными по его краям на противоположных продольных балках консольНыми пластинами, причем тен зопреобразователи выполнены на внешних плос-костях консольных пластин, а их внутренние плоскости связаны упругимишарнирами с упорами, расположенньвпюна противоположных продольных балках,при этом продольные балки боковыхэлементов и корпусные элементы выполнены с продольными пазами, образующими полости под местом их соединения.источники информации,принятые во внимание при. экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 568854, кл. 6 01 Ь 1/04, 1976.2. ЕчаЫ В. Ле Оече 1 орщепС оЕЕ 1 ес 1 гоп Веаш Ве 1 йей Опе-р 3.есе вга 1 п Ладе Ва 1 опсев.-Лоигпа 1 АХгогай,1979, ч. 16, И 5 (прототип)