Датчик силы удара

СОЮЗ СОВЕТСКИХС ОЦИА ЛИС ТИЧЕСКИ ХРЕСПУБЛИК 937680 1) 4 С О 1. 5/00, 1/б 3,ИВА И ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 54) 57) зо 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское с вцлет(льство ССГР524982, кл. С О 1. 5/ОО, 1974.Мцсегз В,1, Эугас (е 9 зг сейесгог ог птстгат раггсез. -.Ртуз Е: 5 с 1. гтзггсттт. 1982, 5,Ит 5, р. 501-503,ДАТЧИК СИ.1У 1 АРАИзобретети может быть исполь - то для цтм(рсцця сипы удара ли 1 ерных рычагов по бумат ьогт(трцс( ту т(; -пишущей машинки, Цель изобретения - повышение точности и помехозащищецности устройства, На корпуссжестко закрегтлеца одним концом упругая пластина 5. Второц ее ь.(1 тс тт тсжат к корпусус силой, в 3-5 р т цревьццающей силу поджатия к цей пьезозлектрическото преобразоа ге,ч 4, Изгибаясь по;т ттсттстттттс. у;ар:ттт( Оного рычага, птт,т тцц 5 цоз;т йгтвус т ца ттезагцеттцт.й коцс т тт ( то - зттетртческого пр(:обр, (1, г( ця.лс ктрическцй сттгтал с ттр(бр,т (в:тт :тя 4 поступает ца из яртт(тц прц - бр. Пля прелохраце ця црс с(гтт,ц- теля 4 от топотск ца с г кст, к ив тактирующем с итаст т отт 1 к тт ц, розгновая кол( ва я ц(1 с(ттттс( . с .т .тт 20 30 тт 50 Иэобт)тт 1 )) , тиэм реция сц. и т ул:трд, г т и т, и -кдм, луж;ттти т пля тт т. р цтяи ты ,тра, идирим рии, у.т,1),т ц; т ттхрычагов ио бу дгч 1ту ц,лу цишу -щей мапины.Цель из бр гентя - тоцьииттц гсч - ности и помехоэдщииц тттотттт.На фиг. изобрдж но устройство со стороны упругой тттт;т:тттттт,т, обитий Вид цд фттг. 2 т)д зг) Л тт тттфиг. 1.Датчик силти уп;рд :астоит ц жесткого корпусд 1, ручки 2, коцтдктцых проводов 3, пьез)кристдл:тд , уттругой тонкой ттлдстицы 5,Конкретно исполнение пдгчикд осуществлено для установкиго цабумагоопорцый вдл пишуитей машины сцелью измерения си.ты упдрд литейногорычага пишущей мдщицы. Жесткий корпус 1 с ручкой 2 устанавливается ттабумагоопорцый вал б пишущей машины.Чувствительный элемент - упругаятонкая плдстинд 5 - опирается накрая выреза в корпусе. Один конецупругой тонкой пластины прикрепленк корпусу (ттрипдян в зоне а) другойконец прижат к корпусу в зоне с,Посредине упругой пластины с тыльнойстороны в точке ц прижат пьезоэлектрический преобразователь незашемленным концом тдк, чтобы при установкедатчика на бумагоопорный вдл пишущеймашины между концом пьезопреобраэователя и поверхностью бумагоопорноговала был зазор Р, исключающий касание пьезопреобразователя поверхностибумагоопорцого вала при рдбочихдеформациях, В нашем случаесоставляет- 1,5 мм, Гила предварительного прижима упругой пластины к корпусу в точке с и сила предварительного прижима пьезоэлектрического преобразователя в точке в противонаправлены и соотносятся так, что в резуль -тате действия этих двух сил в зонес между корпусом датчика и упругойпластиной не возникает зазор, адействует некоторая сила прижатия.Например, сила в зоне точки с должнабыть в 3-5 рдз больше силы приждтияпьезоэлектрического преобразователяв точке в. В качестве пьезоэлектрического преобразователя примененпьезокристалл от бытовых электропроигрывателй. Пьезоэлектрический преобразователь устацдвливдтся консольцо, т.е. жестко здицмчетт тт;т крпуседатчика в реэицоных цроклддкдх однимкоццом, нд котором имен)тся тыводцыепровода, и касдется поверхностиуттругой пластины другим ттеэдщемтеттцым концом в точке в. Тдкое вьиц)лце -цие датчика повьиид тго чувсивительность к измеряемым ударным нагрузками одц)временно делает его невосприимчивым к помехам. 1 восприимчивостьк рдэличного ропд ломехдм объясняется следующим. Жесткий корпус, устацавливаемьтй на бумдгооп)рцый валпишущей машины или другого печдтан)щего устройствэ, цосттрицимдет колебания помех беэ деформаций, т.е. колеблется во всех точках одинаково,в том числе и в сне консольного закрепления пьезоэлектрического преобразовдтля. На последний передаютсяколебания помех от корпуса д ттчитд.Но, как малоинерттионное и достаточножесткое тело, пьезоэлектрическийпреобразователь не деформируется поддействием колебаний помех, д колеблется вместе с корпусом. Колебанияпомех от корпуса ттереддн)тся также ина упругую пластину, которая в силусвоей малой инерционности колеблется вместе с корпусом и пьезоэлектрическим преобразователем. Таким образом,колебания основных частей датчикакорпуса, пьезоэлектрического преобразователя и упругой пластиныодинаковы по амплитуд, ттдпрдвлениюи совпадают по фдзе, По.)тому, колеблясь во всех точках одицдково,пьеэозлек.рический преобразогдтельне деформируется и не г.церируетпьезоэлектрическую ЭДС помех, Иначереагирует датчик на по:ц это воздействие - удар литерного рычага пишущей машины. Под воздействием силы удара литерного рычага цд упругуютонкую пластину она изгибается ивоздействует на ттездтттемлнттьтй ко;тецпьезоэлектрического прелбр;зон;те)я.Тдк как корпус пдтчикд достаточномассивный и плотно устдттонттетт цдбумагоопорцый вдл, им.ющий значительную массу, ицертцость обоих физических тел больтттдя. Под действие)ипопзной ударной ттттгруэки, действующей на упругую пластину т эотте в,упругая пластица изгибает я, не возмущая корпус пдтчцкд с бумдгооцорнымвалом пишущей мтттиттть. Пь о )ттектртт -ческий треобрдзондт:тт, испытывает111) ИВ 1 дейстние нд кон ц, црижд Г 1 к унугой ПЛДГТИНРИ Ц Го ЖР НРЕЛя Ц 1 Х -ДИТСЯ В РОГ 1 ) ЯН 111 ПСкоя 11 ДРЧ)конце, прикрсплсццм к корпусу дтчикд. При этом ц.езс) злсктрче кийпреобразондель крс)деЬ)рлруетс яи генерирует ";1 С, неличицд и формдкоторой соотнетгтн.ет полезному с -ханическому воздействию. ВеличицдЭДС, генРрируемой пьезоэлектричс скимпреобразователем, зависит от соотн.)Ш Р Ц 1 Я СИЛЫ И 3 Е 1) Я Р М Г 0 У,.1 Р Д К Ж Е . 1кости упру г 011 111;1 с ти 1 ы и и ьс.10 эл1 ц -та. Соотцопецие укдздцьсых не.ичиц определяет чунс:тнительцость ддтчик,величина которой угтдцдвпЛдс тся и результате тдриродция ддтчик, цд тарироночцом стенде, имекпием зт 11 сэн - ньй источник;ицдмической си:ы. Дя увеличения чунс тнигел.ногти д;тчикд жесткость упру с)й плдстинь п)дбирдется такой, чтобы максима.ьцьй прогибв середине сс пси действием измеряРМОЙ СИЛЫ УДДР ГГ.1 Дц.ЯЛ С)О) 3 мм. Пьезс) эпс ктрический прс обрд -зонатель янляе ггя доноьцо жестким,но хрупким элемецом ддтчикд, поэтому н целях сник ция Рго влияния цд чувствительцог 1,;дтчнкд и сохрдце - ния от поломок цд коцс пьезопреобразоватсля, ко)рым с)ц кдсдетс я упругой плдс:тинь, 1 )Илл с цд резно 1;я прокладка н н 1 с кон ьцд . Злс к три е с - кий сигнал г. ц, 10.лс ктрического преобразователя 10;дс тся нд п 1:О;1. клеммы, с ни: - нд из.ц рительцый прибор. Б кд с гтне и.мерител,ного прибора мс)кбыт использонац днухлученой эдц)11;,ппи Ос.иллогрдф С 8-2, к)тсрп сцс чиндет непосредс т н е ц 111д ц1 ,: е ц 1 с х) 1 к т Р 1 э с 1 1 3 м с) .1 )у, 1 р 1 1 ) й1 .1111 111 111 1 ц 1 11н форме грдфл, с и 11,:1 - цря.11 сцытдция:д 1111 д с и)п, у 1,1,) 1; р,) -водились цд пипуие 1 мснпцц 1111-1)-11.).Была 01 реис. ленд сс,1 улар,1,злоЛГЕРНОГ 1 РЫЧ 11 Ч Ц НРХЦ 1 11 ЦЖЦС 1р е ги с тра х . Б р Р з ул ь т;т е ц си. и,1 йб 1;1 подтверждена лач)я ис рдцоццос г, с ддтчика, которая позволилд 1 оэучитьМДКСИМсЬЦО 1 СООТНС.ТСТ 1 И 1.11 ИЧСС- кого воздействия формс элек Грич скгосигцдтд 1 на экрдце осиилл грдфд и;1 блюддлдсь соотнетстцуоидя крин;я), 1.) устойчинОС и ЧРткОР зоб 1 эджеци лск -трического сигцалд без помехигк;1 жеций, 11 дксимдльндя рдскдчк;1;мплцтудного значения цдцряженця ц,лл);11- лдсь до 2) Вольт. Трронкд ус Гдцонки пролилась с пс)моин ю уд;рд мс рцых париков массой 10 - 1)1 г. Формула изобретения Датчик силь уддрд, содерж;п корпус с коцсольнс здкрецлс ццым и:1 н м пьезоэлектричсским цреобрдзсндтелем, свободный конец которого с вя 1,ц с силовОспр 1 нимдющс 1 и.10 псЛк), с т 30 лич дюиий с я тсм, чт,цельк поньпиеция точное" и и помг: 1,вПИИЕГНОСТИ, Н НЕГО Нц;. Ц,;1 РУ,Я и.1;1 стицд Один конц ло Г 1)01 )л.тко:эдкреплец цд корпусе, д пру 1.),;К НЕМУ, СИЛОНОСЦРИНИМ;ЦЕИД) ПЛ ЭПДДК;1выполнена н виде резиной роллдлк,подждтой к средней ч;сти упру йпластины через пьезс)з.лтричегкийпреобразователь, цричс м глд одж д" ия1; пластины к корпусу ныбрдцд н 3 - эраз бо:ьше слы псдж;Тця цре брд эоц, -теля к упругой плдстицс ./7 рг,ча Составитель А,ЭкономовТехред М.Моргентал Корр ек то р 1, йа р,ап Редак ова Заказ ч 19 3 7 Тираж 77БНИИПИ Государствпо делам изобр 13035, Москва, Жодписноеенного комитета Сетений и открытийРауп ская наб.,о-полиграическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, ч