Устройство для измерения силы с выходным сигналом в цифровой форме

ОПИСАНИЙ изоы етения Союз Советскин Социапистицеских Республик(22) Заявлено 28.12,73 (21) 1990311/10 (23) Приоритет (32) 21. 02. 73 М. Кл,е6 01 1 1/2 Государственный намнтет Совета Мнннстров СССР па делам нзобретеннй н открытнй(72) Авторы изобретени Иностранное предприяти(ГДР) 71) Заявите УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ С ВЫХОДНЫМ СИГНАЛОМ В ЦИФРОВОЙ ФОРМЕ зобретение относится к силоизмерите ным устройствам и может быть использовано, например, в качестве контрольных цифровых весов, в качестве измерительной системы в цифровых точных весах и т.д.Известные устройства для измерения силы, содержашие пластины, источник света,оптически связанный с фотоэлектрическимприемником, недостаточно точны и имеютузкую область применения,Предлагаемое устройство для измерениясилы с выходным сигналом в цифровой форме отличается тем, что оно снабжено двумя изгибными пластинами с прорезями, расположенными симметрично их концам, двумя спорными пластинами с пазами, соединяющими две изгибные пластины, двумя клиновыми пластинами, расположенными на однойизгибной пластине, и демпфируюшей средой,находяшейся между изгибными пластинами,причем свободные верхние поверхности клиновых пластин и внутречняя поверхность од -ной изгибной пластины выполнены полупроз -рачными, образующими клиновые поверхности интерференции, линии пересечения которых симметричны и расположены параллельно продольной оси изгибной пластинь 1.Изгибные опорные и клиновые пластинывыполнены из прозрачного материала, например кварца,На фиг. 1 показано устройство для измерения силы с выходным сигналом в цифровой форме с жидкостным демпфированием;на фиг. 2 - то же, с воздушным демпфирова нием; на фиг. 3 и 4 - измерительный эле -мент с симметричными прорезями на изгибных пластинах (изгибные пластины имеютпрорези, симметричные относительно плоскости у =).15 Изгибные пластины 1 соединены междусобой опорными пластинами 2, которые содержат пазы, проходяшие параллельно плоскости симметрии х - 2, На внутреннейповерхности одной пластины 1 расположены 20 симметрично плоскости симметрии-иплоскости симметрии у - х две клиновыепластины 3 одинаковой геометрии. Свободные верхние поверхности клиновых пластин3 и внутренняя поверхность одной пластины т 5 1 являются полупрозрачными и образуютклиновые поверхности интерференции 4. Пластины 3 расположены так, что линия пересечения говерхностей одного клина лежит слева от плоскости симметрии Х - , а друго 3го клина - справа от этой же плоскости симЬ метрии и каждая проходит параллельно оси А Измерительный элемент 5 (фиг. 1) просвечивается параллельным монохроматическим светом с помощью монохроматическо - го источника света 6, конденсора 7 и от- ф клоняющего зеркала 8, Интерференционные полосы образуются оптической системой 9 на фотоэлектрическом приемнике 10, Приемник 10 воспроизводит сигнал, развернутый по фазе на 90 о, Элемент 5 закреплен 15 на жестком корпусе рамы 11. В емкости 12 находится демгфирующая среда 13. Измеряемая сила Г передается на элемент 5 через передающий силу магнит 14, причем возможно сквозное просвечивание, МВ качестве демпфирующей среды применяется воздух (фиг. 2). Освещение и оптическое преобразование происходи в отраженном свете. Измеряемая сила Г непосредственно воздействует на изгибную плас- д тину 1,Свободные верхние поверхности пластин 3 и внутренчяя поверхность одной изгибной пластины 1 полупрозрачны и образуют клиновые поверхности интерференции, в кото- р рых при освещении параллельным монохроматическим пучком возникают параллельные интерференцио нные полосы.При действии измеряемой силы Г по оси симметрии у происходит деформация щ пластин 1 в областях, снабженвх прорезями, Прогиб средней части пластины 1 пренебрежимо мал, так что поверхности, образующие интерференционный клин, движутся параллельно самим себе. Возникающее 4 р изменение толщины интерференционных клиньев при определенной силе зависит от числа прорезей и от их геометрических разме ров. Соединительные поверхности между изгиб- ными пластинами и опорными пластинами 2 разгружаются с помощью пазов в опорных пластинах. При динамическом нагружении пластины 1 вдоль интерференционных клиньев возникают различные силы, ведущие к скручиванию изгибной пластишя. Благодаря симметричному расположению двух пластин 3 с противоположным наклоном угла устраняется скручивание. Интерференционные полосы проходят параллельно оси Х и перемешаются в направлении с. . Если возникает скручивание средней части изгибной пластины 1 вокруг оси 2 или вокруг оси, параллельной ей, то образуется поворот системы полос, при котором, однако, расстояние интерференционных полос в направлении2 сохраняется, При этом на приемник 10, расположенный в этом направлении, та кое скручивание не влияет, При этом,так как все элементы выполнены из одного ма -териала, например кварца или другого прозрачного материала, температурные влияния пренебрежимы в широких масштабах. Благодаря соответствующей среде 13, например газ или жидкость между изгибными пластинами 1 и, следовательно между клиновыми поверхностями интерференции, может быть достигнуто то, что заданная граничная час-. тота регистрирующей электроники не превышает допустимого значения даже при ударном нагружении. Благодаря параллельному ходу интерференционных поверхностей возникают параллельные интерференционные полосы с постоянным расстоянием между полосами вдоль всей измеряемой зоны. О величине измеряемой силы судят по показаниям фотоэлектрического приемника.Ф о р м у л а изобретения1. Устройство для измерения силы с выходным сигналом в цифровой форме, содер - жащее пластины, монохр оматический источник света, оптическую систему и фотозлектрическийприемник, отличающееся тем, что,с целью повышения точности измерения и расширения области применения устройства, оно снабжено двумя изгибными пластинами с прорезями, расположенными симметрично их концам, двумя опорными пласти - нами с пазами, соединяющими две изгибные пластины, двумя клиновыми пластинами, расположенными на одной изгибной пластине, и демпфирующей средой, расположенной между изгибными пластинами, причем свободные верхние поверхности клиновых пластин и внутренняя поверхность одной изгибной пластины выполнены полупрозрачными, образующими клиновые поверхности интерференции, линии пересечения которых :имметричны и расположены параллельно продольной оси изгибной пластины.2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что изгибные, опорные и клиновые пластины выполнены из прозрачного материала, например кварца.Составитель А НовиковРедактор О. филиппова Техред А, Демьянова Корректор В. КуприяновЗаказ 5395/164 Тираж 1029 Подписное11 НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4