Тензодинамометр продольного момента
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения момента. Тензодинамометр позволяет повысить точность измерения продольного момента. Цель достигается тем, что в тензодинамометре продольного момента, содержащем упругую систему, выполненную в виде рамы с симметричными балками 4 и 5, за пределами которой на продольной оси тензодинамометра расположена точка 0 приложения поперечной силы, действующей в плоскости измеряемого продольного момента, и тензорезисторы 6, 7, собранные в мост, каждая балка выполнена с переменными по ее длине размерами сечения и с постоянным моментом инерции относительно нейтральной оси балки, параллельной продольной оси тензодинамометра ОО<SB POS="POST">1</SB>, высота H сечения на ближайшем к точке приложения силы конце балки больше соответствующего размера H<SB POS="POST">1</SB> на другом ее конце, а тензорезисторы 6, 7 на балках 4, 5 расположены в точках нулевой деформациии от действующей силы Р. 6 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 С 01 Ь 5/16
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHFbITHRM
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4096681/24-10 (22) 31.07,86 (46) 30 ° 11,89, Бюл, Н - 44 (72) H.Ï.Ëåâèöêèé, Г,Н,Иванов, А,И.Постнов и H,И,Тихомиров (53) 531.781(088.8) (56) Измерительная техника I)- 11, 1979, с. 53-55.
Авторское свидетельство СССР
1(- 160603, кл, G 01 G 3/14, 1964. (54 ) ТЕ НЗОДИН А110ИЕ T P П РОДОЛЬНО ГО
M0MEH TA (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения момента. Тенэодинамометр позволяет повысить точность измерения продольного момента. Цель достигается тем, что в тенэодинамометре продольного момента, содержащем уп2 ругую систему, выполненную в виде рамы с симметричными балками 4 н 5 ° за пределами которой на продольной оси тензодинамометра расположена точка О приложения поперечной силы, действую.щей в плоскости измеряемого продольного момента, и тензорезисторы 6, 7, собранные в мост, каждая балка выполнена с переменными по ее длине размерами сечения и с постоянным моментом инерции относительно нейтральной оси балки, параллельной продольной оси тенэодинамометра ОО, высота ll срчения на ближайшем к точке приложе— ния силы конце балки больше соответствующего размера h„ H ) ee конце, а тенэорезисторы 6, 7 на бал кахх 4, 5 расположены в точках нулевой деформации от действующей силы Р.
6 ил.
1525500
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения момента в аэродинамическом эксперименте.
Цель изобретения — повышение точности, На фиг.1 показан тензодинамометр продольного момента; на фиг.2 — деформация тензодинамометрв от действия 10 момента Pl и продольного момента М; на фиг,З вЂ” сечение Н-Н на фиг,1; на фиг.4 — деформация тензодинамометра от действия силы P„=P; на фиг,5— сечение Л-Л на фиг.1; на фиг.6— 15 мост, собранный иэ тенэодатчиков динамометра., Тензодинамометр продольного момента (фиг,1) представляет собой цилиндрический стержень 1, один конец кото- 20 рого закреплен на основании 2, а на другом конце 3 расположена точка 0 приложения поперечной силы P. Измерительный элемент тензодинамометра расположен на расстоянии 1 от точки О.
Измерительный элемент выполнен в виде рамы с симметричными балками 4 и 5. Нейтральные оси балок ПД,, и EF. перпендикулярны нейтральной продольной оси тенэодинамометра 00, Балки выполнены с переменными по длине 1. размерами сечения и с оди иаковым моментом инерции по концам балки относительной нейтральной оси каждой балки, параллельной продольной оси тензодинамометра, Высота сечения балки h на ближайшем к точке приложения силы конце балки больше такой же высоты 111 на дрУгом конце балки, На 40 наружной поверхности балок в симметричньгх точках А и Б наклеены тензорезисторы 6 и 7, собранные в измерительный мост (фиг,6).
Тензодинамометр работает следующим 45 образом.
Заменяют действие силы Р, приложенной в точке О, на измерительный элемент действием момента Plо и силой
P P приложенной к элементу в точке к ° 50
К, расположенной в середине длины 1< элемента на расстоянии 1 от точки 0 приложения силы P.
При действии момента Mo=Plo (фиг, .) напряжения в точке A определяются по 55 формуле
Мо Го — — Т
Izz где г — расстояние от нейтральной оси сечения ZZ до данной точки поверхности (фиг.3);
I — момент инерции сечения балок относительно оси 7Е, Напряжение в точке А при действии момента Pl будет (1)
Izz
При действии силы рер (Фиг.4), приложенной в точке К к раме измерительного элемента, на каждую балку 4 или 5 в точке А действует момент
PG 1i
P 2
Ру, Р где Р = -- = -- " сила действующая
2 2 на одну из двух балок 4 и 5.
Напряжение в точке А от действия силы Рб
Izp, 4Izg (2) м Рl„, r Pl i б„= б + — - -- — — — (З)
4 41,д м
I где б — напряжения от измеряемого
4 продольного момента М.
Иэ условия ((5 ) следует, что по длине балки ближе к центру всегда будет точка S в которой сохранится равенство.б, Сумма напряженйй в точке S определяется по формуле (3) для точки А.
Поэтому в эточ точке и з g
Таким образом, тензорезистор, помещенный в точке S, испытывает только напряжение от измеряемого продольного момента M. Напряжения или (что од-! но и то же) деформации от неизмеряемой поперечной силы P приложенной на расстоянии 1 от измерительного элемента, равны нулю, Переменные по длине балки размеры сечения с одинаковым моментом инерции по концам балки относительно нейтральной оси ее являются необходимым условием повышения точности измерения, Выбор балки с большой высотой h в точгде I д — момент инерции одной балки рамы в сечении Н-Н относительно сиоей оси ДД1 (фиг,З), В точке А действует сумма всех напряжений,15?550 мого момента, Уменьшение выссты h балки на дру1 5 гом ее конце при одновременном увеличении ее ширины необходимо для обеспечения прочности рамы измерительного элемента, Одинаковый момент инерции балки по ее концам относительно нейтральной оси ее необходим для более точного и простого определения точки нуля деформации от неизмеряемых сил, вследствие упрощения расчетной схемь1 дефор-- 15 мации балок, cl затем соответствует оптИМап1>НОМУ СС . 21,1 ШЕИ11, 1:а11 1ж 111111 f балке.
Применение предлагаемого теизодинаМОМЕтРа ПОЗП;!Лпt:× 11о1.ЫСИ", I> тОЧИО тЬ измер1ния за с:ч з ув(..tit 1еиия полезного сигнала и увел11чит1 11адежность работы за сч: f умеttLUI lilill ве11и1ип11 напряжения под теизоре лис торами от неизмеряемых компонентов.
А
11 42 ?т
1ð 2д Т где 1, 1 о ммi
r — расстояние в этом же сечении о
25 от продольной оси тензодинамоментра до наружной поверхности балки, мм;
1 --момент инерции концевого cezp, чения балки относительно ее
30 нейтральной оси, мм
1 - момент инерции сечения тензодинамометра, совпадающего с концевыми сечениями балок относительно оси тензодинамометра, нейтральной, перпендикулярной по продольной оси, + мм а тензорезисторы размещены в точках нунулевой деформации от поперечной си4р лы, ке А сечения H-П обеспечивает увеличение величины иапряже11ия от измеряеФ о р м у л à It э и б р е т е н и я
Тензодинамо11етр продольного.момента, содержащий упругую систему, выполненную в :.Il,t,с р;1м;l с двумя симметричными балкам11, за 11ределами которой на продо11ьной оси тенэодинамометра расположеи11 то IKG приложения поперечной силы, действующей в плоскости измеряемого продольного момента, и тензорезисторы, соединенные в мост, о т л и ч а ю щ 11 и с я тем, что, с целью поь1,1шения точности, каждая балка выполнена с одинаковым моо 6 ментом инерции сечения на концах каждой балки относительно нейтральной оси, перпендикулярной продольной оси тензодинамометра, высота с чения на ближайшем к точке приложения силы конце каждой балки больше высоты сечения на другом конце, при этом геометрические размеры балок удовлетворяют соотношению длина каждой балки, мм; расстояние от точки приложения псперечной силы до середины балок, мм;
r — расстояние в сечении балки
А с наибольшей высотой от нейтральной оси одной из балок до поверхности балки, 1525500
Составитель В, Год зиковский
Редактор И,Касарда Техред А.Кравчук Корректор С.Черни
Заказ 7212/35 Тирам 789
Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР
1130351 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
