Силоизмерительное устройство

/10 нститу 5, 1965,ЙСТВО ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(57) Сущность изобретения: устройство содержит три силоизмерительных датчика (4), которые через шарниры (5) связаны с силопередающей плитой (1). Три дополнительн ых силоизмерител ьных датчика (6) связан ы с силопередающей плитой (1) через переходные шарниры в виде подпружиненных штоков (7). Силоизмерительные датчики (4) установлены относительно силопередающей плиты (1) на заданном расстоянии, 2 ил.15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к машиностроению,Известна силоизмерительная опора. входящая в устройство для определения массы и координат центра масс изделия 1. Недостатком ойоры является сравнительно низкая надежность,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является силоизмерительное устройСтво, содержащее переходную плитус грузоприемным шарниром, установленныее под плитой на основании три силоизмерительных датчика, взаимодействующих с плитой через передающие шарниры 2. Недостатком устройства является сравнительно узкий диапазон измерений и невысокая т,очность.Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений,Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее размещенные на основании три силоизмерительных датчика, шарнирно связанные через силопередающую плиту с силовоспринимающим элементом, введены три дополнительных силоизмерительных датчика с переходными шарнирами, выполненными в виде подпрукиненных штоков, связанных с силопередающей плитой, при этом силоизмерительные датчики установлены относительно силопередающей плиты на заданном расстоянии Х, выбранном из условия6 Х 2 - У,где б - величина номинальной деформации силоизмерительных датчиков;2 - величина максимальной деформации пружин штоков дополнительных силоизмерительных датчиков;У - величина предварительной деформации пружин штоков дополнительных силоизмерительных датчиков, выбранная из условияУ 2 - 26.На фиг.1 дана схема устройства; на фиг,2 - графическая иллюстрация повышения точности и расширения диапазона измерений при использовании изобретения,Силоизмерительное устройство содеркит силопередающую плиту 1 с силовоспринимающим элементом 2, установленные под плитой 1 на основании 3 три силоизмерительных датчика 4, взаимодействующих с плитой через шарниры 5. На основании 3 под силопередающей плитой 1 установлены три дополнительных силоизмерительных датчика 6, взаимодействующих с плитой 1 через переходные шарниры в виде подпружиненных штоков 7. Между основными датчиками 4 и силопередающей плитой 1 установлен начальный гарантированный зазор Х. Штоки 7 удерживаются от выпадания из отверстий 8 гайками 9 и подпружиниваются пружинами 10.Силоизмерительное устройство работает следующим образом,Измеряемое усилие 0 прикладывается к силовоспринимающему элементу 2, Для примера рассмотрим случай, когда все силоизмерительные датчики одной категории точности 0,1с номинальной нагрузкой 10 т каждый, Следовательно, номинальная нагрузка Р на дополнительные датчики равнаР = Р 1 д+ Ргд+ Рзд = 10 т+ 10 т+ 10 т = =30 т,.Номинальная нагрузка на основные датчики равна:РО = Р 10+ Р 20+ РЗО = 10 т + 10 т+ 10 т = =30 т.Номинальная нагрузка Р. на силоизмерительное устройство равна сумме номинальных нагрузок на все датчики: .Р= Р+ Ро= 60 т,Для построения градуировочной характеристики погрешности измерения силоизмерительного устройства рассмотрим изменение прикладываемого усилия 0 на него от 10 т до 60 т, До тех пор, пока усилие 0 меньше номинальной нагрузки Р дополнительных датчиков, будет оставаться зазор Х между основными датчиками 4 и плитой. При этом усилия будут восприниматься только дополнительными датчиками. Суммарная абсолютная погрешность измерений для трех датчиков категории точности 0,1 оь с номинальной нагрузкой 10 т будет равнаЛ = Р 0,1 оь = 30 т 0,1 о = 30 к гПри этом относительная погрешность измерений, рассчитанная по формулеЛб= -для измеряемых усилий 10 т, 20 т, 30 т будет равна, соответственно,30 кг610 = = 0,3%10 тПри увеличении нагрузки 0 зазор Х будет уменьшаться и при 0 = Р = 30 т станет равным нулю. Дальнейшего сжатия пружин 10 происходить практически не будет, так как жесткость на сжатие пружин намного меньше жесткости основных силоизмерительных датчиков, которые и будут воспринимать все усилие, превышающее 30 т, которое через пружины воспринимается до1789884 Силоизмерительное устройство, содержащее размещенные на основании три силоизмерительных датчика, шарнирно связанные через силопередающую плиту с силовоспринимающим элементом, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, в него введены три дополнительных силоизмерительных датчика с переходными шарнирами, выполненными в виде подпружиненных штоков, связанных с силопереда-ющей плитой, при этом силоизмерительные полнительными датчиками. Таким образом, начиная с измеряемого усилия 30 т измерение будет производиться с помощью всех шести датчиков, Абсолютная погрешность измерений будет равнаЛ = Р= Р 0,1% = 60 т 0,1 о= 60 кг, Вычислим относительную погрешность измерений для усилий 30 т, 40 т, 50 т, 60 т.био = 50 = 0,125%Для сравнения построим градуировочную характеристику погрешностей измерения усилия О с помощью прототипа, В качестве трех силоизмерительных датчиков в прототипе необходимо использовать датчики с номинальной нагрузкой 20 т для того, чтобы получить номинальную нагрузку Рпр= = 60 т. При категории точности также 0,1 оабсолютная погрешность измерений прототипа будет равна:Ь= Рпр 0,1= 60 т 0,1= 60 кг, Рассчитаем относительную погрешность измерений с помощью прототипа усилий 10, 20, 30, 40, 50 и 60 тб 1 о = 0,6;4б 2 о = 0,3 бзо = 0,2%б 4 о = 0,15%65 о = 0,125 ббо = 0,1 На фиг,2 приведены градуировочные характеристики погрешностей измерения с помощью силоизмерительного устройства Формула изобретения 5 10 15 20 25 30 35 40(сплошная линия) и с помощью прототипа (штрих-пунктирная линия), Силоизмерительное устройство по сравнению с прототипом позволяет более точно измерять усилие на нижней границе интервала измеряемых нагрузок. Для рассмотренного примера при измерениях усилий менее 30 т погрешность измерений настоящего изобретения в два раза меньше, чем у прототипа, С другой стороны оно позволяет расширить диапазон измеряемых нагрузок. Как видно из графика, например с погрешностью не хуже 0,2 о , прототип позволяет производить в диапазоне от 30 т до 60 т, в то время как настоящее устройство позволяет производить измерения с погрешностью не хуже 0,2 ов интервале от 15 т до 60 т, т,е. нижний предел измерений с заданной точностью уменьшается в два раза.Таким образом, применение дополнительных силоизмерительных датчиков 6, взаимодействующих с плитой 1 через переходные шарниры 7, выполненные в виде подпружиненных штоков, и установка силоизмерительных датчиков относительно си- лопередающей плиты на заданном расстоянии Х, выбранном из условиябХ 2 - У,где б - величина номинальной деформации силоизмерительных датчиков;2 - величина максимальной деформации пружин штоков дополнительных силоизмерительных датчиков;У - величина предварительной деформации пружин штоков дополнительных силоизмерительных датчиков, выбранная из условияУ 2 - 2обеспечивает повышения точности и расширение диапазона измерений. датчики установлены относительно силопередающей плиты на заданном расстоянии Х, выбранном из условияб Х 2 - У,где б - величина номинальной деформации силоизмерительных датчиков;2 - величина максимальной деформации пружин штоков дополнительных силоизмерительных датчиков;У - величина предварительной деформации пружин штоков дополнительных силоизмерительных датчиков, выбранная из условияУ 2 - 2 б.1789884 Ь,борректор Н.Гуньк ванов едак Заказ 345 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССНТ ССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 03 ставитель А.Кулаковахред М,Моргентал зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10