Силоизмерительный датчик

(19) (И А 1 1 1, 1/22, 5/16 51) 4 ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Бюл. М 42государственнЛенинаВ.В, филатоВ,Г. Тимофеев ССРО.(57)измер торнь бласти езисния УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское ск 353159, кл. СПатент СГИА )1 повышение точности за счет компенсЛ=ции крутящего момента, К образцуприкладывают растягивающее усилиечерез жесткий центр датчика. На выходе мостовой схемы 11 формируетсясигнал, пропорциональный величинеосевого усилия, а на выходе мостовойсхемы 12 - сигнал, пропорциональныйвеличине крутящего момента. На неинвертирующий вход усилителя 13 подается сигнал с выхода мостовой схемы 11.На выходе усилителя 13 величина сигнала будет соответствовать разностисигналов мостовых схем 11 и 12, Этавеличина пропорциональна значениюизмеряемого усилия без влияния крутя.щего момента, 6 ил.1352255 К образцу 15 прикладывают растя - гивающее усилие Р через жесткий центр 3 датчика. При этом из-за растяжения и закручивания образца 15 в балках 1 и 2 возникают осевые и крутящие деформации, воспринимаемые тензорезисторами 7-10, На выходе мостовой схемы 11 формируется сигнал, пропорциональный величине осевого усилия, а на выходе мостовой схемы 12 - сигнал, пропорциональный величине крутящего момента. Поскольку заранее неизвестно, какого знака сигнал сформируется на выходе мостовой схемы 12, он подается навход преобразователя 14, в функции которого входят стабилизация знака сигнала на выходе независимо от знака сигнала на входе. При этом на выходе преобразователя 14 обеспечена положительная полярность сигнала с мостовой схемы 12, который подается на инвертирующий вход усилителя 13. На неинвертирующий вход усилителя 13 подается сигнал с выхода мостовой схемы 11. На выходе усилителя 13 величина сигнала соответствует разности сигналов мостовых схем 11 и 12, Эта величина пропорциональна значению измеряемого усилия без влияния крутящего момента Силоизмерительный датчик содержит упругий элемент из двух половин,состоящих из трех лучей, расположенных под углом 120 одна к другой, Каждый луч состоит из двух расположенных одна над другой балок 1 и 2 с общим жестким центром 3 и соединенных на внешних концах жесткой перемычкой 4. 25 На балках 1 и 2 каждого луча установлены тензорезисторы, включенные в мостовые схемы. Балка 1 каждого луча выполнена в виде двух жестко скрепленных между собой, например сваркой, 30 частей 5 и Ф прямоугольного сечения, плоскости которьгх расположены перпендикулярно одна другой, а на каждой из них с обеих сторон установлены тензорезисторы 7-10, воспринимающие деформацию разного знака. Балка 2 каждого луча имеет прямоугольное сечение и расположена параллельно части 5 балки 1, причем часть 6 балки 1 не соприкасается с внутренней поверхностью бал ки 2. С обеих сторон на балке 2 установлены тензорезисторы 7 и 8, воспринимающие деформацию разного знака. Для измерения усилий без компенсации крутящего момента используют мостовуюсхему 11, в противолежащие плечи моста которой включены тензорезисторы 7 и 8. Для компенсации крутящего момента используют мостовую схему 12, в смежные плечи моста которой включены тензорезисторы 9 и 10, воспринимающие деформацию разного знака от крутящего момента, Для измерения усилий с учетом крутящего момента используют совместное включение мостовых схем 11 и 12, как показано на фиг, 5. Выход мостовой схемы 11 подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя 13 - сумматору, а выход Изобретение относится к измерениюсил с помощью тензорезисторных датчиков,Цель изобретения - повышение точности за счет компенсации крутящегомомента.На фиг. 1 изображен датчик; нафиг, 2 . - балка каждого луча датчика,аксонометрия; на фиг. 3 - основнаямостовая схема для измерения усилий 10без компенсации крутящего момента;на фиг4 - дополнительная мостоваясхема для измерения крутящего момента; на фиг. 5 - соединение мостовыхсхем; на фиг, 6 - схема испытания образца на растяжениемостовой схмы 12 чс р з преобразователь 14 сигнала н абсолютное ананни подключен к инвертирующему входу усилителя 13, С выхода усилителя 13 снимают результат измерения. Силоизмерительный датчик работаетследующим образом. Формула изобретения Силоизмерительный датчик, содержащий упругий элемент, выполненный из двух одинаковых половин, каждая из которых состоит из балок прямоугольного поперечного сечения, лежащих в одной плоскости, внутренние концы балок обеих половин соединены общими жесткими. центрами, а наружные концы балок одной половины жестко соединены с соответствующими концами балок другой половины, и тензорезисторы, размещенные на плоскостях балок большей площади и включенные в основную мостовую схему, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности за счет компенсации влияния крутящего момента, в него введены сумматор ипреобразователь сигнала в его абсолютное значение, каждая балка одной изполовин упругого элемента выполненаиз двух частей, одна из которых соединена с жестким центром, плоскостиразмещения тензорезисторов расположены перпендикулярно одна другой,причем тензорезисторы, плоскости которых параллельны измеряемой силе, соединены в дополнительную мостовую схему, при этом основная мостовая схема соединена с первым входом сумматора, а дополнительная через преобразователь сигнала в его абсолютное значение - с вторым входом сумматора.1Составитель В. ГодзиковскийТехред А. Кравчук Корректор Г. Решетник Редактор тров аказ 5555/3 Тираж 776 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 3035, Москва, Ж, Рауодписно ета СС о т ытиинаб.,к Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная