Тензорезисторный преобразователь

(19) 11 923 4 С О 1 1. 1 22 ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЦТИЙ ГОСУДАРСПО ДЕЛ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯь:, К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ния, вызывая изменение сопротивления тензорез полнение геометрическ электрического исторов 8. Выих размеров и м с одной стон преобразовамассы стоек, размещенн роны от центральной ос теля, в соответствии сз 1 зп, ( ь 1 з,толщина и длина гибких т тп- масса стоек, и сить точность измерени динамического нагружен соотнощением Ь ,11,1 - перемьиек; озволяет повый в условиях я.4 и(71) Киевский институт автоматикиим. ХХЧ съезда КПСС(56) Авторское свидетельство СССРВ 838443, кл. С 01 . /22, 1981.(57) Изобретение относится к измерительной технике и м.б. использованодля измерения усилий, давлений. Вкольце 1 заключена мембрана 2, воспринимающая измеряемое быстроменяющееся давление. Под воздействием раз-, биваемого мембраной 2 усилия стойки в виде пар гибких перемычек 3 и 4 начинают совершать изгибные колебаИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения, например, усилий, давлений.5Целью изобретения является улучшение динамических характеристик преобразователя при измерении быстроменяющихся входных величин,На фиг.1 представлено конструктивное выполнение тензореэисторного преобразователя; на фиг.2 - зависимостьперерегулирования 6 от отношения частот упругих звеньев; на фиг,3 - зависимость времени реакции преобразователя й от отношения частот свободныхколебаний упругих звеньев; на фиг.4 зависимость времени .нарастания преобразователя си от КПреобразователь содержит кольцо 1 20с заключенной в нем мембраной 2 игибкие перемычки 3 и 4, которые имеютутолщения 5 и 6 соответственно. Наэтих утолщениях закреплены изоляторы7, вокруг которых намотаны проволоч.ные тензорезисторы 8, Через И, 1обозначены толщина и длина перемычек3, а через И, 1- толщина и длинаперемычек 4.Рассматривают стойку, образованную 30парой гибких перемычек с уплотнением,как инерционную массу на двух плоских параллельных пружинах:о) = ---- 1=1 24 Е 1;35з зщ .1 згде ш. - частота свободных колебаний;Е . в .модуль упругости;1 - момент инерции;11 - длина;щ, - масса стойки из 1 й группы; 40- 1,2.Момент инерции стойки определяетсяпо формуле1= - -)ЬИЗ(2) 451,2где Ь,И - ширина и толщина перемычек,образующих стойку,Полагая, что в преобразователе перемычки выполнены из одного материала,а также имеют одинаковую ширину, получаютИ ЕЬИ,(3)Я, щ.1,Обозначают через К отношение частоты свободных колебаний произвольнойстойки иэ второй группы к частотесвободных колебаний произвольнойстойки иэ первой группы К =м)у(4)МТак как все стойки, принадлежащие к одной из групп, идентичны между собой, то они имеют одинаковые частоты свободных колебаний. Первая группа стоек - первое упругое звено, а вторая группа стоек - второе упругое звено,.Проведя ряд математических преобразований, получают выражениеИ 1 з щ,-- - - -=4. (5)Из 1 зфТаким образом,в правой части формулы (5) стоит квадрат соотношений частот свободных колебаний упругих звеньев. Поэтому при выполнении соотношения (5) частота второго упругого звена в два раза больше частоты свободных колебаний первого упругого звена.Стойка, состоящая из перемычек 3 с утолщением 5, имеет массу щ а стойка, состоящая из перемычек 4 с утолщением 6 - массу щ. Соответствующие толщины, длины и массы выбираются так, чтобы выполнялось равенствоИ 1 з щ3 = 4Из 1 з щНа фиг,1 показан случай, при котором И =И з, 1=1 з, а масса стойи, состоящей из перемычек 4 и утолщения 6, в четыре раза меньше массы стойки, состоящей из перемычек 3 и утолще" ния 5.Для этого в утолщении 6 выполнено отверстие. Частота свободных колебаний стойки, состоящей из перемычек 4 с утолщением 6, в два раза больше, чем соответствующая частота стойки, состоящей из перемычек 3 и утолще" ния 5.Преобразователь в динамическом режиме работает следующим образом. Измеряемое быстроменяющееся давление Р воздействует на мембрану, вызывая ее поперечные колебания. Усилие, развиваемое мембраной, передается стойкам, вследствие чего стойки начинают совершать изгибные колебания. Иэгибные колебания стоек вызывают продольные колебания тензорезисторов, вследствие чего изменяется пропорционально изменяемому быстроменяющемуся давлению Р электрическое сопротивление тензорезисторов1392399 1 з1 1 з 1 з щ перемычек, относящихся к соответствующим группам; о/ Формула изобретенияТензорезисторный преобразователь по авт. св. Р 838443, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения в условиях динамического нагружения, геометрические размеры и массы стоек, принадлежащих к группам перемычек, размещенных с одной стороны от центральнойо оси преобразователя, выбраны из соот- ношения где Ь,Ь,11 и 1 - толщина и длина соответственно гибких щ, и щ - масса стоек.1392399 Корректор А. Обруч едактор Л.Повх Заказ 1883/45 Тираж 847 свое ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4(5 изводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужго роектная, 4 Сост Техр итель И.Малы иноваМ.Ходанич