Тензорезисторный датчик силы

 

1. ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЙ ДАТЧИК СИЛЫ, содержащий силопреобразукицее звено, выполненное в виде круглой пластины заодно целое со столбиками , расположенными по обе стороны от силопреобразующего звена по концентрическим окружностям и соединенными монолитно с подрезисторными кольцами , на которых размещены тензорезисторы , отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности, боковые поверхности смежных сторон столбиков и расположенные между ними -поверхности подрезисторного кольца образованы поверхностью вращения с прямолинейной образующей и продольной осью, параллельной продольной оси датчика, причем на столбиках в зонах их соединения с подрезисторными кольцами со стороны их торцов и со стороны силопреобразующего звена выполнены кольцевые канавки. 2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что поверхность вращения выполнена конической с вершиной, обращенной в сторону силопреобразующего звена.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) ((1) (s»eС 01 L 1/22

КМар ц--„p

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

3, "," -- - ц

) 11Ю4)10 f ((А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3720796/24-10 (22) 09.01.84 (46) 23.08.85. Бюл. ¹ 31 (72) И.И. Буртковский, В.Б. Власов, Л.М. Вулихман, Н.Я. Гроссман, А.И. Кравченко, В.К. Кузьмич, М.Г. Профирян и В.Ф. Семенюк (71) Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт и Производственное объединение ! 1Точмаш1В (53) 531.781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 424025, кл. G 01 L 1/22, 1975.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1035432, кл. G 01 L 1/22, 1983. (54)(57) 1. ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЙ ДАТЧИК

СИЛЫ, содержащий силопреобразующее звено, выполненное в виде круглой пластины заодно целое со столбиками, расположенными по обе стороны от силопреобразующего звена по концентрическим окружностям и соединенными монолитно с подрезисторными кольцами, на которых размещены тензорезисторы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности, боковые поверхности смежных сторон столбиков и расположенные между ними .поверхности подрезисторного кольца образованы поверхностью вращения с прямолинейной образующей и продольной осью, параллельной продольной оси датчика, причем на столбиках в зонах их соединения с подрезисторными кольцами со стороны их торцов и со стороны силопреобразующего звена выполнены кольцевые канавки.

2. Датчик по п. 1, отличаюшийся тем, что поверхность вращения выполнена конической с вершиной, обращенной в сторону силопреобразующего звена.

1 1174

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для точного измерения усилий.

Цель изобретения — повышение точности и чувствительности. 5

На фиг. 1 изображен предлагаемый датчик; на фиг.2 — вид А на фиг.1; на фиг, 3 — сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 — сечение В-В на фиг.2.

Тензорезисторный датчик . содержит 10 силопреобразующее звено 1 в виде круглой пластины, выполненной монолитно со столбиками 2 и 3, которые периферийной частью также монолитно соединены с подрезисторными кольцами t5

4 и 5 с размещенными на них тензорезнсторами сжатия 6 и растяжения

7. Боковые поверхности 8 и 9 смежных

1 столбиков и расположенная между ними внутренняя поверхность 10 подрезис- 20 торного кольца образованы поверхностью вращения с прямолинейной об" разующей 11 или 12 и продольной осью, параллельной продольной оси датчика.

В зонах сочленения столбиков с под- 25 резисторными кольцами выполнены кольцевые канавки 13 и 14 со стороны торцов столбиков и канавки 15 и 16 со стороны силопреобразующего

:3BeECG 30

Датчик работает следующим образом.

При приложении измеряемого усилия

Р силопреобразующее звено 1 изгибается, и его прогиб через столбики 2 и.

: 35

3 и подрезисторные кольца 4 и 5 вызывает деформацию тензорезисторов 6 .и 7, преобразуемую затем в электрический сигнал.

Геометрическая форма датчика обес- О печивает рациональную форму поперечного сечения столбиков, что повышает их изгибную жесткость и, соответственно,чувствительность датчика;

791 2 размещение большего числа столбиков и увеличение суммарной деформации подрезисторного кольца, что также повышает чувствительность; стабильность размеров сечения подрезисторного кольца, что исключает возникновение локальных зон повышенных напряжений и повышает точность датчика; равномерную деформацию колец вдоль их периметра, что повышает стабильность и точность датчика.

Кольцевые канавки 13 — 16 могут быть выполнены с профилем переменной глубины, при этом зоны наибольшей глубины канавок 13 и 14 располагаются вблизи внутреннего диаметра под- . резисторного кольца, а канавок 15 и 16 — вблизи торцовой плоскости кольца. Переменная глубина профиля позволяет канавкам, наряду с их основным назначением по.воздействию на цодрезисторные кольца, обеспечи-. вать рациональное сечение столбиков в зоне их сочленения с кольцом как по высоте, так и в радиальном направлении по типу балок равного сопротивления.

Поверхность вращения, формирующая боковые поверхности смежных столбиков и внутреннюю поверхность подрезисторного кольца, может быть выполнена с наклонной к продольной оси образующей 12, при этом вершина конической поверхности направлена в сторону силопреобразующего звена.

В этом случае тангенциальное сечение 17 столбиков имеет рациональную форму, расширяющуюся к осибВанию и обладающую увеличенной изгибной жесткостью в сравнении со столбиками с прямоугольным сечением 18, что ,особенно существенно для столбиков с увеличенной высотой, и повышает чувствительность датчика.

1174791

Фы. t ц а

Фив. Ф

Составитель .В. Годзиковский

Редактор А" Шишкина -Техред Л.Иикеш Корректор Г. Решетник

Заказ 5175/43 Тираж 897 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4