Силоизмерительное устройство

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения механических величин электрическими методами. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Силоизмерительное устройство содержит чувствительный элемент 1 в виде упругого, консольно закрепленного стержня с наклеенными на нем тензорезисторами - активными 2, 4 и компенсационными 3, 5. Тензорезисторы включены в плечи мостовой схемы 6, которая содержит дополнительную электрическую схему. Эта схема содержит три масштабных усилителя 8, 10, 11 входы которых соединены между собой соответствующим образом и с плечами мостовой схемы. При действии на упругий элемент 1 растягивающего усилия Р<SB POS="POST">1</SB> и изгибающего усилия Р<SB POS="POST">2</SB>, тензорезисторы 2 и 4 деформируются. Их сопротивление меняется, а следовательно, меняется и величина падения на концах этих тензорезисторов. Одной мостовой схемой одновременно измеряется растягивающее и изгибающее усилия, действующие на упругий элемент. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (ll) 235 А1 (ц)5 (01 Ь 1/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И

С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4154184/24-10 (22) 02.12.86 (46) 23.05.90. Бюл. ¹ 19 (71) Киевский политехнический .институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) 10.Б.Глушенко, В.Н.Григорович и А.К.Никитин (53) 531.781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 872947, кл. С 01 В 7/16, 1931.

Макаров P À., Ренский A.Б. и др.

Тензометрия в машиностроении: Справочное пособие. — М.: Машиностроение, 1975, с. 242. (54) СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения механических величин электрическими методами. Цель изобретения— расширение функциональных возможнос2 тей устройства. Силоизмерительное устройство содержит чувствительный элемент 1 в виде упругого, консольно закрепленного стержня с наклеенными на нем тензорезисторами — активными 2, 4 и компенсационными 3, 5. Тензорезисторы включены в плечи мостовой схемы, которая содержит дополнительную электрическую схему. Эта схема содержит три масштабных усилителя, входы которых соединены между собой соответствующим образом и с плечами мостовой схемы При действии на упругий элемент 1 растягивающего усилия Р, и изгибающего усилия Р тензорезисторы 2 и 4 деформируются. Их сопротивление меняется, а следовательно, меняется и величина падения на.концах этих тензорезисторов. Одной мостовой схемой одновременно измеряется растягивающее и изГибающее усилия, действующие на упругий элемент, 2 ил.

1566235

Изобретение относится к измерительной технике, к средствам измерения механических величин электрическими методами.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое силоиэмерительное устройство; на фиг. 2 — электрическая схема силоиэмерительного устройства для измерения растягивающих и изгибающих усилий.

Силоиэмерительное устройство со- 15 держит чувствительный элемент 1 в виде упругого стержня с наклеенными на нем тензорезисторами — активными 2 и 4 и компенсационными 3 и 5.

Электрическая схема содержит мостовую схему 6, состоящую из двух активных тензорезисторов 2 и 4 и двух компенсационных тензорезисторов 3 и 5, источник 7 питания, включенный в диагональ питания мостовой. схемы 6, диф- 25 ференциальный усилитель 8, вход которого соединен с измерительной диагональю мостовой схемы 6, а выход дифференциального усилителя соединен свходом регистрирующего устройства 9, 30 масштабный дифференциальный усилитель 10, вход которого соединен с концами активного тензорезистора 4, а выход соединен с входом масштабного дифференциального усилителя 11, причем вход масштабного дифференциального усилителя 11 соединен с выходами дифференциального усилителя 8 и масштабного дифференциального усилителя

V0 а выход усилителя 11 соединен с 40 входам регистрирующего устройства 9.

Устройство работает следующим образом.

При действии на упругий элемент 1 растягивающего усилия Р> и изгибающе- 45

ro усилия Р2 тензореэисторы 2 и 4 деформируются меняется их сопротивление, 1

I а следовательно величина падения нагтряжения на концах этих тензорезисторов. 50

Выходной сигнал измерительной диагонали моста U определяют из выражения

U =Š— — — (с + Е )=2Š—,— — -E,(1)

К К м (Кч 1)г И 4 (К +1)г 55 где Š— постоянное напряжение питания мостовой схемы 6;

R2

К

R4 коэффициент симметрии мостовой схемы 6; сопротивление тензореэистора 2; сопротивление тензорезистора 4; относительное изменение сопротивления тензорезистора 2 под действием изгибающего усилия Р2, относительное изменение со" противления тензорезистора 4 под действием изгибающего усилия Р2, R

Е=l 22I= 842)- абсолютная величина относительного изменения сопротивления активных тензорезисторов 2 н 4 под действием изгибающего усилия Р .

Изменение напряжения U на концах тензорезистора определяют из выражения

Формула и з о б р е т е н и я

Силоизмерительное устройство, содержащее упругий элемент в виде консольно закрепленного стержня с размещенными на нем тензорезисторами, два из котОрых являются активными, а два — компенсационными, включенными попарно в смежные плечи мостовой схемы, и регистрирующее устройство.

К

=Е- — — — (Я вЂ” F- 1

4 (K+1) г 4i 4z (2) где 41 — относительное изменение сопротивления тензорезистора 4 под действием растягивающего усилия Р„.

На основании уравнений (1) и (2) величина напряжения U, являющаяся функцией лишь растягивающего усилия

Р„, определяется выражением

К 1

U =Š—,- - — Я =-Е-U (К -1 ) a 41

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет измерить одной мостовой схемой одновременно растягивающее и изгибающее усилия, действующие на упругий элемент, за счет введения дополнительнок электрической цепи для измерения вариации напряжения на активном тензорезисторе 4, что приводит к упрощению стендов, в которых применяются силоизмерительные устройства.

5 156б 235 d о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, тивный резистор которой соединен с с целью расширения функциональных входами второго усилителя, выходы возможностей за счет измерения двух обоих усилителей подключены к соотсоставляющих действующего усилия, ветствующим входам третьего усилите5 в него введены три масштабных диффе- ля, выход которого соединен с первым ренциальных усилителя, входы первого входом регистрирующего устройства, из которых соединены с измерительной второй вход которого соединен с выходиагональю мостовой схемы; один ак- дом первого усилителя.

Составитель И.Мальгикоэа

Редактор Н.Бобкова Техред М.Дидык Корректор Л.Патай

Заказ 1216 Тираж 474 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по .изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35,, Раушская наб., д. 4/5 производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101