Тензорезисторный датчик силы

 

ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЙ ДАТЧИК СИЛЫ, содержащий упругий элемент в форме балочного параллелограмма с жесткими опорами и соединенные по мостовой схеме и выполненные из одного материала первый, второй, третий, четвертый тензорезисторы с выводными проводниками в ввде шин, размещенными параллельно продольной оси упругого элемента, регулировочные резисторы нуля и чувствительности , зашунтированные шинами, причем тензорезисторы с четными номерами расположены с одного конца упругого элемента, с нечетными номерами - с другого, а середины пар, образованных четными и нечетными тензорезисторами , совмещены по линиям, перпендикулярным продольной оси элемента, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения за счет уменьшения температурных дрейфов нуля и чувствительности, регулировочные резисторы выполнены в виде одинаковых секций, соединенных между собой П-Ьбразной токопроводящей перемычкой и размещенных по разные стороны второго тензорезистора , при этом выводные проводники четных тензорезисторов соединены сл с выводными проводниками нечетных тензорезисторов шинами, расположенными симметрично продольной оси элемента , причем регулировочные резисторы нуля размещены на поверхности элемента симметрично между линиями, проходящими через середины пар тензорезисторов , и включены в выводные шины одной из вершин мостовой схемы, 00 а регулировочные резисторы чувствисо оо тельности размещены на поверхности опоры и включены в выводные шины одной из диагоналей мостовой схемы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 G 01 ? 1/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3755380/24-10 (22) 24.05.84 (46) 15.12,85. Бюл. Р 46 (71) Научно-исследовательский и конструкторский институт испытательных машин, приборов и средств измерения масс (72) А.А.Цывин, А.И.Хряковский, Ю.М.Баэжин, А.М.Кучеренко и А.И.Алексеев (53) 531.781(088.8) (56) Проектирование датчиков для измерения механических величин.

Под ред. Е.П.Осадчего. M.: Машиностроение, 1979, с. 247-274.

Каталог G 20.01.0 фирмы ФРГ "НВМ", 1983. (54)(57) ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЙ ДАТЧИК

СИЛЫ, содержащий упругий элемент в форме балочного параллелограмма с жесткими опорами и соединенные по мостовой схеме и выполненные из одного материала первый, второй, третий, четвертый тензорезисторы с выводными проводниками в виде шин, размещенными параллельно продольной оси упругого элемента, регулировочные резисторы нуля и чувствительности, зашунтированные шинами, причем тензорезисторы с четными номерами

ÄÄSUÄÄ 1198398 A расположены с одного конца упругого элемента, с нечетными номерами — с другого, а середины пар, образованных четными и нечетными тензорезисторами, совмещены по линиям, перпендикулярным продольной оси элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет уменьшения температурных дрейфов нуля и чувствительности, регулировочные резисторы выполнены в виде одинаковых секций, соединенных между собой П=образной токопроводящей перемычкой и размещенных по разные стороны второго тензорезистора, при этом выводные проводники четных тензорезисторов соединены с выводными проводниками нечетных тензорезисторов шинами, расположенными симметрично продольной оси элемента, причем регулировочные резисторы нуля размещены на поверхности элемента симметрично между линиями, проходящими через середины пар тензорезисторов, и включены в выводные шины одной из вершин мостовой схемы, а регулировочные резисторы чувствительности размещены на поверхности опоры и включены в выводные шины одной из диагоналей мостовой схемы.

1198398 мер, константан.

Перед эксплуатациеи датчика его закрепляют одной из опор 2 к месту базирования, а на другую опору воздействуют усилием F . .При отсутствии усилия F на выхрдной диагонали мосто40 вой схемы датчика электрический сигУ нал равен нулю. При воздеиствии измеряемого усилия F упругий элемент

1 совместно с закрепленными на нем тенэорезисторами К„ — R< деформи45 руется, что обуславливает изменение сопротивлений тензорезисторов R, — К,., а следовательно, разбаланс мостовой схемы. В результате разбаланса мостовой схемы на выходной диагонали

50 формируется электрическии сигнал, прямопропорциональный действующему на датчик усилию F . .По величине выходного электрического сигнала судят о величине измеряемого усилия F ..

Изобретение относится к контроль- но-измерительной технике, а именно к устройствам для измерения усилий.

Целью изобретения является повышение, точности измерения за счет уменьшения температурных дрейфов нуля и чувствительности.

На чертеже показана конструкция тенэорезисторного датчика силы, общий вид.

Тензореаисторный датчик силы содержит упругий элемент 1 в форме балочного параллелограмма с жесткими опорами 2 и соединенные по мостово и схеме и выполненные из одного материала первый б„, второй б, третий

К четвертый б тензорезисторы с

3 е выводными проводниками в виде шин

3-b, размещенных параллельно и симметрично продольной оси 0-0 упругого элемента 1, регулировочные резисторы 7-10 нуля и чувствительности, выполненные в виде наборов одинаковых меандров, зашунтированных шинами, например резисторы 7 и 8 — шиной и 4 а резисторы 9 и 10 — шинами 3 и 5.

Тензореэисторы Р„, R размещены с одного конца элемента 1, тензорезисторы R,,R< — с другого конца элемента 1, а середины пар, образованных четными R, Й и нечетными

R R тензорезисторами, совмещены

1 3

0-0 по линиям, перпендикулярным оси 0элемента 1, причем тензореэистор R выполнен в виде двух одинаковых секций R /2, соединенных между собой

Ф

П-образной токопроводящей перемычкой

11 и размещенных по разные стороны тензореэистора Rq . Регулировочные резисторы 7 и 8, предназначенные д ля балансировки нуля мостовой схемы а 1 размещены на поверхности элемента симметрично относительно линии, проходящих через середины пар тензорезисторов R„, А, и R, Ry u включены в выводные шины одной из вершин мостовой схемы, например в шину 4, между тензорезисторами R„ и

R1 °

Регулировочные резисторы 9 и 10. предназначенные для нормировки чувст вительности мостовой схемы датчика, размещены по поверхности одной из жестких опор 2 и включены в выводные шины одной иэ диагоналей мостовой схемы, например в шины 3 и S.

В качестве материала тензорезисторов RÄ вЂ” б шин 3-6 и резисторов

8- 10 может быть использован, наприДля балансировки нуля и нормировки чувствительности датчика одну иэ диагоналей его мостовой схемы подключают к источнику питания, а другую — к регистратору электрического сигнала (на чертеже источник и регистратор не показаны). Балансировку нуля производят при отсутствии на датчике измерительного усилия F путем последовательного перерезания участков шины 4, шунтирующих меандры резисторов 7 и 8, тем самым обеспечивая требуемые номиналы их сопротивлений, необходимые для баланса мостовой схемы. Свидетельством баланса мостовой схемы является отсутствие электрического сигнала на выходной диагонали мостовой схемы, к которой подключен регистратор. Нормировку чувствительности производят при действии на датчик измеряемого усилия F определенной величины пу,тем последовательного и симметричес кого перерезания участков шин 3 и 5, З0 шунтирующих меандры резисторов 9 и 10, тем самым обеспечивая равные номиналы их сопротивлений, требуемые для заданной чувствительности датчика.

1198398

Редактор Т. Парфенова

Заказ 7713/42

Тираж 896

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

Составитель В. Запускалов

Техред Ж. Кастелевич Корректор М. Максимишинец