Тензорезисторный датчик силы

(21) 374 (22) 17. (46) 15, (72) А,Р 1 Е,А. Пон (71) Оде НОГО Зна твующими ыполненнь л. Ф 38ко, В.Е. Иорозовскии В.Ф. Семенюкена Трудового Крастехнический инстическоп пов опорная ча зоне перво маренко ский ор ени пол па жестк направлении между выступом корпуса и кольцом, а в осевом направлении -между корпусом и нажимной гайкой.2. Датчик по п. 1, о т л и ч а юц и й с я тем, что, с целью обеспечения надежности закрепления опорной части упругого элемента в осевом направлении, внутренняя цилиндрическая поверхность крышки и наружная поверх- сЩ ность корпуса в зоне соединения с нажимной гайкой выполнены ступенчатыми, причем толщина цилиндрической части в зоне первого концентрического высту- Ъюв па корпуса не превьппает двух шаговрезьбы, выполненной на ее внутренней поверхности, а диаметр внутренней ци- юф линдрической поверхности крышки мень- вюВ ше диаметра цилиндрической поверх- Я ности корпуса на величину, соответствующую посадке крышки в корпус с Май ль катя 3атчик и. 1, отли что, с целью и ости сборки, н динения первог ответствующего и йя те е я тем,нологич ал й диамет высту- ыступа саис ческой лочки опорнои чацилинсти уного нальыэлемента больше н о ам нения вторых вр ых на поверхноазанных деталей, а глубина на внутренней поверхности кор евьппает высоту этих выступов е, чем в 1,5 раза. етра соеди асположенн уп з уса и е мен ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРФ 667834, кл, С 01 Ь 1/22, 1979.Патент ФРГ У 2333363,кл. С 01 Ь 1/22, 1973.(54)(57) 1. ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЬЫ ДАТЧИКСИЛЬ 1, содержащий цилиндрический корпус с внутренним выступом, крышку,мембрану, упругий элемент с тензорезисторами, в котором несущее кольцо сопряжено с его силовводящей иопорной частями посредством тонкостенных цилиндрических оболочек, аопорная часть выполнена в виде коца, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с це ,ю повышения точности измерения знакопеременнь 1 х усилии, в него введены кольцо и нажимная гайка, а опорная часть упругого элемента выполнена в виде цилиндрической. оболочки с двумя концентрическими выступами на ее внешней поверхности у торцов и кольцевым пояском на ее внутренней поверхности, расположенным между первым концентрическим выступом.и серединой высоты цилиндрической оболочки и соединяющим опорную часть с тонкостенной цилиндрической оболочкой упругого элемента, причем оба концентрических выступа цилиндрической оболочки опорной части упругоГо элемента контактируют с соответонцентрическими выступами,и на внутренней цилиндрирхности корпуса, при этомть упругого элемента во концентрического выстуакреплена в радиальномИзобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения с высокой точностью знакопеременных усилий в испытательных стендах, системах взве шивания масс.Цель изобретения - повышение точности измерения знакопеременных усилий,На фиг. 1 схематически изображен датчик,разрезанный осевой плоскостью,общий вид;на фиг.2 - характер деформирования опорной части упругого элемента при работе датчика на сжатие; на фиг, 3 - то же, при работе датчика 15 на растяжение; на фиг, 4 - резьбовое соединение корпуса датчика с нажимной гайкой без крышки; на фиг. 5 то же, с нажимной гайкой и крышкой; на фиг, 6 - положение опорной части 20 упругого элемента до сборки с корпусом датчика; на фиг. 7 - то же, после сборки с корпусом датчика.Датчик содержит корпус 1, силовводящую 2 и опорную 3 части упру гого элемента, соединенные с несущим кольцом 4 с помощью тонких цилиндрических оболочек 5 и 6, На концентрических ребрах 7 и 8 расположены винтовые тензорезисторы 9 и 1 О; На опор- Зр ной части 3 упругого элемента, представляющей собой цилиндрическую оболочку, выполнены первый и второй концентрические выступы 11 и 12, контактирующие с такими же выступами 13 и 14 на внутренней поверхности корпуса. Поясок 15 опорной части упругого элемента соединен с тонкой цилиндрической оболочкой 6. Концентрический выступ 14 в радиальном на правлении закреплен между выступом 13 корпуса и кольцом 16. В осевом направлении опорная часть 3 упругого элемента закреплена между корпусом 1 и нажимной гайкой 17, На верхнюю часть 18 корпуса 1 с натягом насажена крышка 19, Г 1 ембрана 20 закреплена с помощью колец 21 и 22. Датчик работает следующим обра зом.При приложении сжимающего усилия Р силовводящая часть 2 (фиг, 1) через оболочку 5 передает это усилие .несущему кольцу 4, которое изгиба ется под действием сжимающего усилия, концентрические ребра 7 и 8 поворачиваются, при этом навитые с натягом тензорезисторы 9 растягиваются, а тензорезисторы 10 сжимакл ся.Поясок 15 (фиг. 2), соединенный с оболочкой 6, деформирует оболочку опорной части 3. Наличие концентрических выступов 11 и 12 на опорной части упругого элемента обеспечивает несоприкосновение цилиндрической оболочки опорной части с корпусом 1 датчика, а следовательно, исключает трение между корпусом датчика и деформируемой в процессе работы датчика опорной частью упругого элемента. Расположение пояска 15 между первым выступом 11 и серединой высоты цилиндрической оболочки опорной части 3 упругого элемента исключает перемещение нижнего выступа 11, Перемещение же первого выступа 11 устранено закреплением его между кольцом 16 и выступом 13 на внутренней поверхности корпуса. Таким образом, отсутствует относительное перемещение опорных поверхностей, исключается сухое трение на этих поверхностях и повышается точность датчика.При приложении растягивающего усилия Р датчик работает аналогично тому, как при сжимающем, при этом тензорезисторы 9 сжимаются, а тензорезисторы 10 растягиваются. Для предотвращения перемещения упругого элемента в осевом направлении опорнаячасть 3 упругого элемента закрепленамежду корпусом 1 и нажимной гайкой 17.Так же как и при действии сжимающегоусилия указанными конструктивными решениями исключается относительное перемещение опорных поверхностей при воздействии растягивающего усилия (фиг, 3).Надежное закрепление опорной части упругого элемента в осевом направлении, что особенно важно при действии знакопеременных усилий, осуществлено за счет того, что корпус 1 имеет участок 18 малой радиальной жесткости.При завинчивании нажимной гайки 17 между резьбавыми поверхностями корпуса и нажимной гайки возможен зазор (фиг. 4), который дает возможность некоторого осевого перемещения опорной части упругого элемента под действием знакопеременных усилий. После завинчивания нажимной гайки 17 участок 18 корпуса 1 деформируется в радиальном направлении крышкой 19 за счет ее сопряжения с поверхностьюкорпуса и псадке с натягом на участке 18 (фиг. 5), в результате чегозазор на этом участке исключаетсяи нажимная гайка не может переместиться в осевм направлении, Малую радиальную жесткость участка 18 корпуса1 можно обеспечить, если толщина егоминимальная, но достаточная для удовлетворения условия прочности этогоучастка, Исходя из этого можно рекомендовать толщину участка 18 не более двух шагов резьбы, выполненнойна внутренней поверхности корпус.а,1185129 4Для осуществления сборки упругогоэлемента и корпуса используется нажимная гайка 17 (фиг, 6). Номинальный диаметр соединения верхних выступов 11 и 13 соответственно опорной части упругого элемента и корпуса больше номинального диаметра соединения нижних выступов 12 и 14, а глубина резьбы М превышает высоту выступовне менее чем в 1,5 раза, Это позволяет исключить контакт при сборке выступа 12 опорной части с выступом 13 корпуса, повышает технологичность сборки датчика..Кастелевич Корректор С, Ыекмар Состав едактор Н. Швыд ехр Тирак 896рственногообретенийЖ, Рау одписное каз/5 г, Уж илиал ППП Пат ая 6/35 ВНИИП по 113035, Госуделам и1 осква комитета СССР открытий ская наб д. род, ул. Прое