Трехкомпонентный датчик перегрузки

СО 103 СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК И 9) 11 0 01 Р 15/12 Карягин ерашви чик "Ма Г 1.518, тель ые прев ели -140 ских(54)(57) Т ПЕРЕГРУЗКИ ненный с к гого ч елью рас ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(прототип),ХКОМПОНЕНТНЬЙ ДАТЧИКсодержащий груз, соедипусом посредством упруа с тензорезисторами,ю щ и й с я тем, что,ирения диапазона и повышения точности измерений, упругийэлемент выполнен в виде трех криволинейных балок, лежав 1 их на одной поверхности и охватывающих груз по контуру, две из которых, крайние, расположены симметрично относптельно центральнои с площадью поперечного сечения большей, чем у крайних балок, при этом угол охвата груза балками образован плоскостями, проходящими через тотки крепления балок в местах их соединения с корпусом и грузом и пересекающимися в центре тяжести груза, и составляет больше 90 , а тензорезисторы размещены на централь- а нои балке в местах пересечения оси балки с двумя взаимно перпендикулярными осями, проходящими через центр тякззи груза, з нз крайних бзякзх в местах заделки балок к корпусу и к грузу,Н )Обр РтеИР р-,рс и тг.я1т. ТЕХ):ИКЕ т г ИМС 0 -, )121 Иг.г). предназначенным для измерсягрузок-ускорений 131 ЕСТЕОДНОКОМПОЦЕЦ.) и)й Г 21 Ч)гЯРЕ Га УЗКИ СОтеЦ)5 СЯЦИГ Ггт ч 3 . Г Г Сценный с корпусом посредствомГ О0т Л Е М Е и Т а Гт а 1 С Л Е Е Ц П Ымрезисторами ,1 .,Не "Остатком =,7 го ятт.ик 2епгСИ ЯВ;ЦЕ СЯ тЕВОЗОтггОСтт-,3 ЕПЕттчдруГтх СОСТЯВЛяк)ЦИХ ВЕКТСр Рт.ки-ускорения, Наиболее близким ПО Тех:инесссуц 110 сти к пред)лагаемому я Пете)сДЯТЧИК СОДЕРЖЯ 1:" ГОУЗ С си И И г),с корпуса 1 посредством ,пр гаго ,:еМЕНТЯ Г РЯСПОЛОМСЕННЬь ".а .1 ЕМрезисторами , 21 ЕДОСТ лТКОМ ЭТО О 512 тт:.Ика ЯВ.1 ЯТ с я у 3 к 1и Д и Я и а 3 О 1 т э к с и л у 2 1 11 ц 1 и 0 б) ) ) с ЛОЦЛЕПНЫЙ РЯЗИОДИЯПЯЗОИ НОС.СЬО лЧРРЕ1 ИЯ КОМПОНЕНТОВ Чта СУКЕСТ 30,10сц:жает тсчцос.ть изс)эе 5 яБель изобретения " рспирот.;и.гИ)1 таяра -Кг ПЛ)га Рцтт а- тгисВ Ы 1 С Н И Р Т 0 Ч и О С тт 113 М . а Р )ИУ с;. Эс251,0.ть) дог.-и -астс;Чта Ц Да гттСЕ, СогтЕОЖЯГЕМ г Р Гс, СОедицеь;:."г с карсуса 1:Осре 5,ство:;Утот 1 ОГО 31 вРита с гст 3 О ОС З)тг ТС).гтУПРУ ). ЭЛЕЕИТ ВЫ ОПЕ" ) Ни)тах)1 во 1 тсг 1)х бс г) к г ",са);-,; 5 ге) г г.о Пав егтхости и схтг)тьвас)их Гп; . пс конт)515 "., Де . =, каторзх, ср:1 йг аСПОЛОЖЕНЫ СИ."т;, )Гитр)И)О Отцдси) Е, ьИО цЕН ГОЯЛЬНСЙ С ПЛГ а 11):З ПгяЕ с.Ч,Сг го сечения боть 1 ей 5 чем у крайлих балок, при этом угол охвата "р"за Оа.)кам 1. Образ ОВ я; - ;. плоскостям, г рХО)ця)ЦИ)11 ЧЕРЕЗ ТОЧКИ та с ттЛЕП".)л 52,толВ МЕСтаХ ИХ СОЕДИ.ЕНЬя С нотр:",Г СгмИ ГОУЗО Ч И ПЕРЕГЕКЯС)ЦИМИСЦ т: ЦГЕ,-.:т:ттЯжест ЛРУзат и составлЯет бссть,ггст,.. я те 130 реэЯГтары ртзместе 15)")ения Оси бялки с ДВ 5 гмя )зяи:нст ер"ПЕнггЦ 5 КУЛЯРНЬМИ ОСЯМИ, П 1 ОХОД 51 СЦИЦИчерез центр тяжести груза я нг. к 52."НИХ бЯЛКаХ - . В МЕСтаХ Зац)ЛКЬ ба ГКк корпусу и к грузу,На фиг,.изображен трехкампапент - НЫЙ ДЯТЧИК ПЕР РГРУЭКИ С КИЭОЛЬ 5 Ет" ньми балками. с Ос гавт 1 еНььи иэ гг);ских пластин связанных жесткой переМЫЧКОй, И ОХВЯТЫВЯЮЦИМ)И ГРУЗ В ВЮ:,Е ПЯРаПЛЕЛЕПИПЕДЯ, На ФИГ, 2 - ВЯРЯРнт ВЫПОЛНЕНИЯ тРЕХКОМПОНЕНтНОГО дат т.; а. т)1;ЬЕ РПОПХСЕИЯ И СОСТВЕТСТВУСЦГй г, -.) г; 2.т, )ЫгЬ.) Сд-г)5 Ги Н 2- гтС- этг;у угслП охва". а груза выбирает 3ся боль.е . ., те. болье угла разьецециц е".Эрезисторов:. ,Ня крайних Оа Кахтзс ях Задслки бс 1 лок к кар ГУС У и " ГЭУ: У НаКг РЕНЬ тЕИЗОРЕЗИСТОрЬ; 2 СИ тг- в .( ГрЕдиаЗИаЧЕННЫЕ ПЛг г ")1 5),)1 Е;ИИ ОСИ Йт оз перегрузки г.) в цаправРтт -НдтлСч:ЯРНОИ ОСЯМ".4- 1 Эрет , ":к с к и",т 11 е 1 ными баками ) Ох; - ги) 2) ц)и. и -руз э виде цилиндра; 1 Г,:и 1 .- :1 Эра Орма,ьных цапря . е. Нй .;з 6, катс от Пействия Г.оС тс и, 15) .: Цсй ,;,:12 тИ гт - ЗПВРа О":Ей: втЯ ГГ)СТЯЦЛЯ:С)1 Е. П г ", 112 г"с):и ч) )г)ЯЛ ) Гт та-)я-Р -Кр 5 Й гих бЯЛГах И ЗПрЬ КЯ с;.тел г.,т )х цг)пряжеций т ца цстрялт) - ц й б=."ЕЕ С;",1 ЕЙС "тИ 5) С ОС ТЫГ)ля%цетл г Ц.-:.,ИГ. О - СХЕМЫ 5 КЛЮтЕИИЯ Т ЦЗОРР-. некее ,:.а Обратной старое балок.;Гг. :С;С: ЯВ,"ГЯКЦЦИЕ КОМПОНЕНТЫт-, Е ; Э ) ) г , , ОС) Г С ) ), Ц . О , О г; С . ,1 ,) ";-;ор.,чат .РР и:0 ПС СТц)5 Паттит ПЕРЕГРУЗ - ки О,.: . р 5 т . пуз 1, сОепц ценый с -СО)Г 5,)со:, 1: СРРДСТВО; РУСС)ГО ЗЛЕМРЦ Г, 1) ОЦ 1 Е НО С 1 В 1,г Е ТРРХ КРИ );Г,И 1 гц) .иоИ тл 05 гВ ат".-1: ЯКЦИХ )РУЗ" у, гтг,;т- си т, и ) имьЕт - тич,о слолсжсць ОтС)с 1 ел)1 о цент- ):,1 О гбК ) ) СЕ 1 цРППИИ СЕЧС 1, я СГ ТГ 1 ас т "011 ЬГ. Е,РМ )г г) аттохГ5,и , ) т / ., С , 1 5.г)И г,л л ИРгкляц)1) И Ч РС ) ", г:т Я л Гл кс пле .;.,5 басс к кор:.) С 5 )т к г"5 з" сс этвс" Г "сц о, обэазовяц хсгсс 10ОХ г,"гЛ) т, Ла С ЯЛКЯ, И. КотООЫИ бОЛЬгельпос-. ;, илатчик ) криволицеи- О . ОЯС;: -: ., ГЛЧЕМ Ца ЗЛО КагЗРДИЯт сое;цс; о - .; . гаузая сами Оси Ор;тоцт.;:ОцацЫ В:утри УГЛЯ т ОХВата ).сьстгтс и) тогы 2- 5 и 6". 9 для из- "12 Оц 5 ср,. Гзтгзок вдоль О" Йи У и . с)-Р 1 ь т, -т, гя)1 зной б )лкР в точСа" ПЕР: ".С ЧЕ ИЯ ОСИ, 5 В УМ 5 ЗЯИМ 1.О Е.)Г ЕЦП.". СЪЛЯПНЬМИ ог:ЯУИ 5, И ",. ИМЕв1092413 5 Таким образом, влияние О на точность измерения Ои Оисключаетсясхемой упругого элемента и схемнойэлектрической компенсацией. Рассматривая влияние ускорения аи Очнаточность измерения, можно отметитьследующее. Ускорения аи Овызываютдеформации изгиба в балках 3-5. Поэтому момент инерции центральнойбалки выбирается большим моментовинерции балок 3 и 5. Таким образом,основная часть нагрузки приходитсяна центральную балку и тем самым исключается влияние о , о 1 на точностьизмерения О , причем с целью повы щения точности предусмотрена электрическая схемная компенсация. Использование предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом,позволяет расширить диапазон эксплуатации датчика, например, при одинаковойчувствительности к измеряемымкомпонентам й, пч, и , их отношение1 кможно получить - : --- 1- 100, 30, дъ 0 пчто существенно йовьппает точностьизмерений. г,2 Датчик работает следующим ооразом,При ускоренном движении корпуса 2 сила Р, действующая на упругие балки, определяется как произведение массы т груза на ускорение о . Силу Р и соответственно ускорение 0 можно разложить по осям чувствительности датчика на Рм РЧР и ах, ач э О или О, п,Р ОО=- = -6Из эпюры напряжений (фиг. 3 и 4) видно, что в местах размещения тензорезисторов 12-16, предназначенных для измерения перегрузки, величина напряжения от перегрузки 1, действующей в перпендикулярном направлении, равна нулю, т,е. д не влияет на точность измерения й. Анализируя эпюры напряжений (фиг. 3 и 4), аналогично можно отметить, что о не влияет на точность измерения о . Действия ускорения 0 преобразуется в крутящий момент, действующий на упругие балки и воспринимающийся в основном крайними балками 3 и 5. Центральная балка 4 не воспринимает указанный крутящий момент, например, часть крутящего момента, возникающего от а и приходящего на центральную балку, составляет 1=г1092413 Корректор А. фере Подписи 23ого комитета СССРний и открытийРаушская наб., д. аказ 3247/2ВНИИПИ Тираж Государствен елам изобрет осква, Ж,д113035, М 5 атент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель Н, МараховскаРедактор И. Касарда Техред Л.ИикешМ