Устройство для измерения усилий

Союз Советских Социалистицеских Республик(43) Опубликовано 2 Государственный коцит Совета Министров ССС оо делан изобретений н открытий5,77,Бюл 45) Дата опубликования описания 72) Автор изобретения Е. А. Карп(71) Заявит М осковский инсти ктронного машин ны(54) УСТРОЙС для - то А-А ракт еристик Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения усилий в электронной,электротехнической, авиационной и другихотраслях промышленности,Известные устройства для измеренияусилий, выполненные на базе упругого чувптвительного элемента в виде двух колеци вибрирующих перемычек или струн, необеспечивают требуемой точности измерения и линейности выходной характеристики.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения усилий, содержащееупругий чувствительный элемент в видецилиндра, силовоспринимающие элементы,струны с магнитной системой возбуждения,усилители и регистратор. Однако оно также не обеспечивает требуемой точностиизмерения и линейности выходной характеристики. Бель изобретения - повышение точнссти измерения и линейности выходной ха ЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИ Указанная цель достигается тем, чтов устройстве, содержащем упругий чувствительный элемент в виде цилиндра, силовоспрннимающие элементы, струны с магнит- ной системой возбуждения, усилители, смеситель и регистратор, в упругом чувствительном элементе выполнены сквозной прямоугольный паз с выступом и расположен-.ные внутри этого паза дза Г-образных О кронштейна разной длины, на большем из, которых закреплены постоянные магнитымагнитной системы возбуждения струн, концы одной из которых прикреплены к свободным концам Г-образных кронштейнов, 5 а другой - к выступу и к свободному концу Г-образного кронштейна меньшей длины,причем суммарная длина струн выполненаменьше длины деформнрующихся частейупругого чувствительного элемента, обраО зоваиьх наружной поверхностью цилйнараи поверхностями паза.На фиг, 1 изображено устройствоизмерения усилий, разрез; на фнг. 2же, вид сверху, на фиг. 3 - разрез 25 на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на5 10 15 20 ЗО 25 35 40 45 50 55 фиг. 2; на фиг. 5 - структурная схема устройства для измерения усилий.Устройство содержит упругий чувствительный элемент 1 в виде цилиндра, в теле которого выполнен сквозной прямоугольный паз с выступом 2, и расположенные внутри этого паза два Г-образных кронштейна 3 и 4 разной длины, на большем из которых (на кронштейне 4) закреплены постоянные магниты 5 и 6 магнитной системы возбуждения двух металлических струн 7 и 8, концы одной (струны 7) из которых прикреплены накладками 9 и 10, поджимаемыми винтами 11 к свободным концам Г-образных кронштейнов 3 и 4, а другой струны 8 - к выступу 2 и к свободному концу Г-образного кронштейна 3 меньшей длины; силовоспршщмаюшие элементы 12 и 13, выполненные в виде проушин за одно целое с цилиндрическим упругим элементом 1; усилители 14 и 15;смеситель 16 и регистратор 17.Для электрической изоляции концов струн 7 и 8 от тела упругого чувствительного элемента плоскости выступа 2 и Г-образного кронштейна 4 большей длины выполняют ниже продольной оси симметрии устройства и на них устанавлива 1ют накладки 18 и 19, под которые подкладывается слюдяная прокладка 20. Под шляпки винтов 21, крепящих накладки 18 и 19 к поверхности выступа 2 и кронштейна 4, устанавливают слюдяные шайбы 22.3Винты 21 проходят в отверстиях накладок с зазором, Таким образом накладки 18 и 1 9 электрически изолированы от тела упругого чувствительного элемента. Плоскости накладок, между которыми зажимается струна, обычно притираются, а взаимное положение накладок фиксируется штифтами,В основу работы устройства положен струнный метод измерения деформаций упругого чувствительного элемента под действием измеряемого усилия Р. При отсутствии измеряемого усилия собственные частоты .поперечных колебаний струн име 1"ют вполне определенные значения и, например, могут быть равны между собой, При положении какого-либо измеряемого усилия Р к проушинам происходит упругая деформация сегментообразных перемычек упругого чувствительного элемента и расстояние между меньшими стенками внутреннего прямоугольного паза увеличивается, При этом увеличивается расстояние между выступом 2 и коротким концом Г- образного кронштейна 3 меньшей длины и уменьшается расстояние между короткими концами Г-образных кронштейнов. По этой причине величина упругой деформации струны 8 увеличивается, а струны .7 - уменьшается. Соответственно частота струны 8 возрастает, а струны 7 - уменьшается. Ес ли при этом из частоты струны 8 вычесть частоту струны 7, то полученная разность частот будет пропорциональна измеряемому усилию Р.С выхода усилителей 14 и 5 частоты струн 8 и 7 (соответственно 1 и 1 ) подаются на смеситель 16, на выходе кото рого выделяется разность частота= - 1, величина которой прямо пропорциональна измеряемому усилию Р и которая подается на регистратор 17. Для получения отсчета в цифровой форме можно использовать электронно-счетный частотомер ( ЗЧ). Кроме того, сигнал может быть подан на цифропечатающую машину (ЦПМ) и в управляющую электронно-вычислительную машину (ЭВМ).Испытания устройства показали, что его погрешность в несколько раз меньше погрешности известных устройств аналогичного назначения, а выходная характеристика практически линейна.Фформула изобретенияУстройство для измерения усилий, содержащее упругий чувствительный элемент в виде цилиндра, силовоспринимающие элементы, струны с магнитной системой возбуждения, усилители, смеситель и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и линейности выходной характеристики, в упругом чувствительном элементе выполнены сквозной прямоугольный паз с выступом и расположенные внутри этого паза два Г-образных кронштейна разной длины, на большем из которых закреплены посто/янные магниты магнитной системы возбуждения струн, концы одной из -которых прикреплены к свободным концам Г-образных кронштейнов, а другой - к выступу и к свободному концу Г-образного кронштейна меньшей длины, причем суммарная длина струн выполнена меньше длины деформирующихся частей упругого чувствительного элемента, образованных наружной поверхностью цилиндра и поверхностями паза./95 Тираж 1101 Поцписно ИПИ Государственного комитета Совета Мпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауаскаа наб е С Р инне Г 3 П "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ф Составитель М. Базовкин ор Т, Ивнофа Техреду И. Асталош Корректор В, Галас