Датчик деформаций

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоциапистичвсниаРвспубнин и 945634(23) Приоритет 601 В 7/18 ЭВУЮэрсввай квинтет СССР вв авзм ювбрвтекв 6 в еткуытвЯ(71) Заявитель и средств измерения масс 1,54) ДАТЧИК ДЕФОРМАЦИЙ 1Изобретение относится к измерительнойтехнике, а именно к тенэометричес; ким датчикам .больших деформаций или перемещений, и может быть использовано при измерении деформаций в условиях воздействия больших давлений среды, например, в элементах глубоководных аппаратов.Известен .датчик деформаций, содержащий корпус с герметиэирующим сильфо, ном, упругий элемент в виде плоской консольной балки, закрепленной в кор, пус, тягу в виде стрежня, шарнирно закрепленного в корпУсе и соединенно.го с концом балки, и тензорезисторы, размещенные с обеих сторон на балке ) 1.Однако это устройство имеет низкую точность вследствие того, что сильфон, закрепленный на стержне на некотором расстоянии от шарнирной опо" ры, при изменении внешнего давления оказывает различное силовое воздействие на балку, а регулировка чувст 2вительности датчика к измеряемой де. формации возможна лишь в небольшом диапазоне, определяемом предельной длиной тяги.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является датчик деформа 1 ции, содержащий корпус с герчетизирующей мембраной, упругий элемент в виде консольной балки, закрепленный в корпусе, тягу, соединенную одним 1 концом с упругим элементом и проходящую через центр герметизирующей мембраны, и тензорезисторы, размещенные с обеих сторон на упругом элемен" . те 2. Однако датчик имеет невысокую точ"ность вследствие влияния на показа"ния тензометров усилия от мембраны,возникающего при действии на датчиквнешнего давления, а пределы измерения дефорйаций ограничены невозможчностью регулировки длины тяги.Цель изобретения - повышение точности и расширение пределов измере ния датчика,Указанная цель достигается тем,что датчик деформаций, содержащийкорпус с герметизирующей мембраной,упругий элемент в виде балки, закрепленный в корпусе, тягу, соединеннуюодним концом с упругим элементом ипроходящую через центр мембраны, и 1 цтензорезисторы, размещенные на упругом элементе, снабжен, рычагом с регулируемой изгибной жесткостью,закрепленным на свободном конце тя-ги, балка выполнена за .одно целое смембраной, сопряжена с ней по нейтральной линии и обоими концами закреплена в корпусе, а тензорезисторыразмещены внутри корпуса йа балке.На фиг. 1 представлен датчик деформаций, общий вид в разрезе; наФиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; нафиг, 3 - разрез Б-Б на Фиг.Датчик деформаций содержит кор 25пус 1 с закрепленной на нем герметиэирующей мембраной 2 и упругим элементом 3 в виде балки, составляющейодно целое с мембраной 2 и закрепленной обоими концами в корпусе 1, тя",зогу 4, проходящую через центр мембраны 2 и соединенную тем самым однимконцом с серединой упругого элемента 3, рычаг 5 с регулируемой изгибной жесткостью, выполненный в видеупругого параллелограмма, закрепленный на свободном конце тяги 4, и тенэорезисторы 6 и 7 размещенные на упругом элементе 3 внутри корпуса 1.Крепление датчика к исследуемомуобъекту 8 осуществляется с помощьюдеталей 9 и 10, образующих разъемныесоединения, например, резьбовые.Датчик деформации работает следующим образом.При деФормации поверхности объекта 8 расстояние между деталями 9 и. 10крепления корпуса 1 и рычага 5 изме-.няется, что вызывает появление изгибающего момента на упругом элемен"те 3, величина которого зависит от 50соотношения жесткостей рычага 5 иупругого элемента 3. Тем самым соз, даются деформации противоположногознака на участках упругого элемен" та 3, на которых размещены тензоре зисторы 6 и 7. Изменение чувствительности датчика достигается за счет изменения геометрических размеров 4рычага 5 путем прилипания по толщинебоковых сторон параллелограмма. Таккак мембрана 2 сопряжена с элементом3 по нейтральной линии, воздействиевнешнего давления на мембрану приводит к равным деформациям одного и того же знака в зоне размещения тензорезисторов 6 и 7, что не изменяет выходного сигнала моста, Этим обеспечивается повышенная точность измерения.Предлагаемый датчик деформацийпозволяет проводить измерение напряженного состояния конструкций, находящихся в тяжелых условиях эксплуатации, например, морских стояков плавучих полупогружных буровых установок,станин прессов и других машин для обработки материалов давлением,элементов сооружений в гидротехническомстроительстве и других подобных объектов. Возможность регулировки пределовизмерения позволяет решать все задачиодной конструкцией датчика, что существенно с точки зрения преемственности и сопоставимости результатовизмерений, а также организации серийного производства датчика,1Использование изобретения позволит получить большой экономическийэффект в народном хозяйстве;Формула изобретенияДатчик деформаций, содержащий корпус с герметизирующей мембраной, упругий элемент в виде балки, закрепленный в корпусе, тягу, соединенную одним концом с упругим элементом и проходящую через центр мембраны, и тензорезисторы, размещенные на упругомэлементе, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностии расширения пределов измерения, онснабжен рычагом с регулируемой изгибной жесткостью, закрепленным на свободном конце тяги, балка выполненаза одно целое с мембраной, сопряжена с ней по нейтральной линии иобоими концами закреплена в корпусе,а тензорезисторы размещены внутрикорпуса на балке.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США й 3805600,кл. 6 О 1 В 7/18, 1971.2. Патент Франции йф 24333741,кл. 601 Ь 1/22, 1978 (прототип),Тимошен омитета и откры ССРй г. Ужгород, ул. Про Составитель Н ктор О. Юрковеукая Техре 8 М Рейве 3 5312/57 Тираж 614ВНИИПИ Государственного кпо делам изобретений1130 Я Москва ЖФилиал ППП ППатентн орректоо А, Дзяткодписное ная