Тензорезисторный датчик силы

 

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов и изделий. Целью изобретения является повьшение точности измерения усилия при ударных нагрузках за счет уменьшения распрострав упругом элементе отраженных ударных волн. Датчик силы содержит связанные между собой соосно расположенные силовоспршшмаю- Дий 1 , упругий 2 в виде полого циливдра и опорный 3 элементы. Опорньй элемент представляет собой цилиндр с основаниями в виде параллельных друг другу конических поверхностей с углом при вершине, удовлетворяющим определенному геометрическому соотношению. Продольная волна, распространяющаяся после удара от силовосприинмающего элемента вдоль оси датчика и отраженная от нижней конической поверхности опорного элемента, претерпевает многократное отражение от обеих кон гческих поверхностей , обеспеченное тем, что длина Опорного элемента не менее чем в шесть раз превышает толщину его стенки, а его наружный диаметр значительно превьт1ает сумму толщины стенки и общего внутреннего диаметра упругого и опорного элементов. Волна, достигающая упругого элемента , оказывается значительно ослабленной и вызывает в нем незначительные колебания. 1 ил. с € (Л ю О5 О 00 ю

GO1O3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1216682 (А> 4 6 01 Ь 1/22 ф(С Я)Ц лр q g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3805212/10 (22) 23.07.84 (46) 07.03 ° 86 ° Бюл. 11 9 (72) Э.Б,Демузенко и A.H ° Хайлов (53) 531,781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 473913, кл. G 01 L 1/22, 1973.

Авторское свидетельство СССР

Р 972274, кл. G 01 1 1/22, 1981. (54) ТЕНЗОРЕЗИСТОР11ЫЙ ДАТЧИК СИЛЫ (57) Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов и изделий. Целью изобретения является повышение точности измерения усилия при ударных нагрузках за счет уменьшения распространения в упругом элементе отраженных ударных волн ° Датчик силы содержит связанные между собой соосно расположенные силовоспринимаюфий 1, упругий 2 в виде полого цилиндра и опорный 3 элементы. Опорный элемент представляет собой цилиндр с основаниями в виде параллельпых друг другу конических поверхпостей с углом при вершине, удовлетворяющим определенному геометрическому соотношению. Продольная волна, распространяющаяся после удара от силовоспринимающего элемента вдоль оси датчика и отраженная от нижней конической поверхности опорного элемента, претерпевает многократное отражение от обеих конических поверхностей, обеспеченное тем, что длина опорного элемента не менее чем в шесть раз превышает толщину его стенки, а его наружный диаметр значительно превьшгает сумму толщины стенки и общего внутреннего диаметра упругого и опорного элементов.

Волна, достигающая упругого элемента, оказывается значительно ослаблепной и вызывает в нем незначительные колебания. 1 ил.

1216682

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств материалов и изделий и позволяет определять усилия, возникающие при нагружении их ударными нагрузками.

Целью изобретения является повышение точности измерения усилия при ударных нагрузках за счет уменьшения распространения в упругом элементе отраженных ударных волн.

На фиг. 1 показана схема тензорезисторного датчика, без внутреннего отверстия", на фиг. 2— то же, с внутренним отверстием ди-, аметром о . Датчик содержит силовоспрпнимающий элемент, упругий элемент 2 и опорный элемент 3.

Датчик работает следующим образом.

Продольная волна, распространяющаяся после удара от силовоспринимающего элемента вдоль оси (фиг.let) или вдоль внутреннего отверстия (фиг. 13), падает на нижнюю коническую поверхность опорного элемента под углом СВОЕ., отражается от нее под углом САОЕ= ВОЕ (ВДВОЕ.) и попадает в точку А, находящуюся па верхней конусной поверхности.

Так как верхняя и нижняя копусные поверхности параллельны, волна претерпевает многократное отражение от них под одинаковыми углами, постепенно рассеивая свою энергию.

Дойдя до боковой поверхности опорного элемента, часть энергии волна передает деталям, соприкасающимся с этой поверхностью. Отраженная от боковой поверхности волна в значительной мере ослаблена и часть ее энергии, которая достигает упругого элемента, вызывает в нем значительно меньшие колебания.

Величина углов в вершинах конических поверхностей опорного элемента найдена из геометрических со-. ображений.

5 Соотношение длины опорного элемента и его наружного диаметра д определены опытным путем из усло вия обеспечения многократного отражения ударной волны от конических поверхностей опорного элемента.

Формула изобретения

Тензорезисторный датчик силы, содержащий связанные между собой соосно расположенные силовоспринимающий, полый цилиндрический упругий и опорный элементы и размещенные на упругом элементе тензоре20 зисторы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения ударных нагрузок, опорный элемент выполнен в виде цилиндра с основаниями в виде параллельных друг другу конических поверхностей, при этом угол с(при вершине конических поверхностей удовлетворяет соотношению

=1 ВΠ— с1 c. 51Q о с 15а+ Ь, 5- общий внутренний диаметр уп ругого и опорного элементов, мм.. где

30 где — длина опорного элемента,мм;

o, — — толщина стенки упругого элемента, мм, при этом длина опорного элемента не менее чем в шесть раз превышает толщину его стенки, а его наружный диаметр d удовлетворяет неравенству

1216682

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 996/53

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

СоставителЬ В. Годзнковский

Редактор В.Иванова Техред С.Мигунова Корректор И.Эрдейи