Силоизмерительный датчик

,)972274 ОП ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1) ополнительно авт. саид-ву -,гипецкий литейн 71) Заявите од 54) СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНЪй ДАТЧ Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано в устройствах контроля и регулирования технологических процессов.Известен тензометрический датчик усилия, содержащий корпус, мембрану, сило воспринимающий центр, связанный через мембрану с упругим элементом, выполненным в виде тела вращения с цилиндрической внешней поверхностью, на которой навиты тензорезисторы 11.Однако этот датчик не обеспечивает требуемой точности измерения при кратковременных осевых и боковых ударных нагрузках, превышающих номинальную.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является силоиз-5 мерительный датчик, содержащий упругий элемент с рабочей частью в виде полого цилиндра и с жесткими участками на концах цилиндра, размещенный внутри корпуса и связанный с последним одним жестким2 участком через мембрану, а другим участком - жестко, и тензорезисторы, укрепленные на рабочей части упругого элемента 2.Известный силоизмерительный датчик также обладает недостаточной точностью измерения при кратковременных нагрузках, превышающих ном инальные.Цель изобретения - повышение точности измерения при кратковременных нагрузках, превышающих номинальные.Указанная цель достигается тем, что в известный силоизмерительный датчик, содержащий корпус, упругий элемент с рабочей частью в виде полого цилиндра с жесткими участками на концах цилиндра, размещенный внутри корпуса и связанный с ним одним жестким участком через мембрану, а другим участком - жестко, и тензорезисторы, укрепленные на рабочей части упругого элемента, введен силопередаюший элемент с дополнительной мембраной, выполненный в виде установленного коаксиально упругому элементу сплошного цилиндра, один конец которого жестко связан с одним жестким участком упругого элемента, а второй его конец связан с корпусом через дополнительную мембрану, причем второй жесткий участок упругого элемента выполнен в виде усеченного конуса с прорезями по образующей, а в верхней цилиндрической части упругий элемент снабжен четырьмя приливами, жестко связанными с мембра 972274Формула изобретения 35 40 45 ной и силопередающим элементом, под которыми размещены параллельными рядами тензорезисторы, при этом цилиндрическая поверхность между этими рядами выполнена с отверстиями.Кроме того, тензорезисторы включены в мостовую схему так, что тензорезисторьь размещенные в разных рядах по го"изопга,п; и в соседних по вертикали, включены в одно плечо измерительного моста последовательно.На фиг. 1 представлен предлагаемый датчик, общий вид; на фиг. 2 - сечение . - А на фиг. 1; на фиг. 3 - развертка цили 1;дрической части упругого элемента и расположение тензорезисторов; на фиг. 4 - узел 1 на фиг. 1.Датчик содержит упругий элемент в виде полого цилиндра 1, переходящий снизу в усеченный конус 2, имеющий четыре прорези 3 по образующей поверхности. Тензорезисторы 4 - 11 размещены на цилиндри ческой поверхности упругого элемента 1 так, что тензорезисторы одного плеча 4 и 5 измерительного моста, включенные последовательно, расположены в разных рядах по горизонтали и в соседних по вертикали. С верхнего торца цилиндр снабжен четырьмя приливами 12, жестко связаными с мембраной 13, имеющей проточку для соединения с корпусом 4. На цилиндрической части упругого элемента 1 между вертикальными рядами тензорезисторов выполнены отверстия 5. Силопередающий элемент 16 связан через мембрану 17 с корпусом 14, а через мембрану 13 - с упругим элементом 1. В нижнем основании усеченного конуса 2 выполнена кольцевая проточка8, служащая для закрепления упругого элемента в нижней части корпуса 14 винтами 19. Для соединения силопередающего элемента 16 с мембраной 17 корпуса служит фасонная шайба 20. Горизонтальные поверхности мембран 13 и 17 с двух сторон выполнены с кольцевыми проточками 21, расположенными со смещением верхней проточки относительно нижней на половину шага.Датчик работает следующим образом.Измеряемое усилие Р, приложенное сверху на силопередающий элемент или снизу с помощью резьбового углубления в нем, передается на упругий элемент, который подвергается упругой деформации сжатия. Эта деформация преобразуется тензорезисторами, образующими тензометрический мост,в электрический сигнал, пропорциональный измеряемому усилию. Последовательно соединенные тензорезисторы 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9, 10 и 11 каждого плеча измерительного моста размещены в разных рядах по горизонтали и в соседних по вертикали, что обеспечивает исключение погрешности в измерениях из-за неоднородности материала упругого элемента и при действующих нагруз 10 15 20 25 Зо ках, сдвинутых относительно центральной оси.Благодаря наличию конусной части 2 с прорезями 3, служащей одновременно амортизатором упругого элемента, значительно улучшаются метрологические характеристики датчика за счет более равномерного распределения напряжения внутри упругого элемента 1, что снижает упругие несовершенства в нем, а цилиндрическая жесткость упругого элемента, создаваемая четырьмя приливами в верхней его части, жестко связанными с мембраной и силопередающим элементом, обеспечивает нечувствительность датчика к кратковременным боковым ударным нагрузкам, превышающим номинальные, сохраняя при этом его работоспособность. 1. Силоизмерительный датчнв, содержащий корпус, упругий элемент с рабочей частью в виде полого цилиндра с жесткими участками на концах цилиндра, размещенный внутри корпуса и связанный с ним одним жестким участком через мембрану, а другим участком - жестко, и тензорезисторы, укрепленные на рабочей части упругого элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения при кратковременных нагрузках, превышающих номинальные, в него введен силопередающий элемент с дополнительной мембраной, выполненный в виде установленного коаксиально упругому элементу сплошного цилиндра, один конец которого жестко связан с одним жестким участком упругого элемента, а второй его конец связан с корпусом через дополнительную мембрану, причем второй жесткий участок упругого элемента выполнен в виде усеченного конуса с прорезями по образующей, а в верхней цилиндрической части упругий элемент снабжен четырьмя приливами, жестко связанными с мембраной и силопередающим элементом, под которыми размещены параллельными рядами тензорезисторы, при этом цилиндрическая поверхность между этими рядами выполнена с отверстиями2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что тензорезисторы включены в мостовую схему так, что тензорезисторы, размещенные в разных рядах по горизонтали и в соседних по вертикали, включены в одно плечо измерительного моста последовательно. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР455253, кл. 0 01 1. 1/22, 1 973.2. Авторское свидетельство СССР473913, кл, б 01 1. 1/22, 1973 (прототип).Составител Техред И. В Тираж 887ВНИИПИ Государствепо делам изобрет113035, Москва, Ж - 35 Филиал ППП Патент, г. ь В. Курберес Редакто р Л. Фил ьЗаказ 7669/29 ного ко ений и Раушск Ужгород, атоваКорректор Г. РешетниПодписноеитета СССРоткрытийя наб., д. 4/5ул. Проектная, 4