Силоизмерительное устройство

 

Изобретение относится к силоизмерительной технике. Цель - повышение коэффициента передачи и точности. Устройство ;.. - : ;.;; 2 содержит силовводящий элемент, выполненный в виде рычага 1, подвешенного на силоизмерительных элементах 2 и 3, который обеспечивает их предварительное рас- . тяжение при приложении усилия к рычагу 1, Силоизмерительный элемент 2 загружа.ется, а Силоизмерительный элемент 3 разгружается , что позволяет реализовать мостовую измерительную схему с четырьмя активными тензорёзйстбрами. Выбранное соотношение жесткостей силоизмерительных элементов 2,3,зависящее от расстояния между точками их крепления на рычаге 1 и расстояния от точки приложения усилия до точки крепления ближайшего силоизмерительного элемента, обеспечивает получение максимального сигнала. 1 ил. о С сл с 2 SI ю о о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 3 1/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4805347/10 (22) 23.03.90 (46) 15,07.92, Бюл, М 26 (71) Одесский политехнический институт (72) В .Е.Морозовский, В,Ф.Семенюк, А.И«Кравченко и 4,.Г.Цимбалюк, (53) 531.781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 247570, кл. G 01 1 1/22, 1966.

Патент Нидерландов

М 7807147, кл, G 01 L 1/26, 1979.. (54) СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к силоизмерительной технике, Цель — повышение коэффициента передачи и точности. устройство

„„ Ы „„1747960 А1

2 содержит силовводящий элемент,. выполненный в виде рычага 1, подвешенного на силоизмерительных элементах 2 и 3, который обеспечивает их предварительное растяжение при приложении усилия к рычагу 1.

Силоизмерительный элемент 2 загружается, а силоизмерительный элемент 3 разгружается, что позволяет реализовать мостовую измерительную схему с четырьмя активными тензорезисторами. Выбранное соотношение жесткостей силоизмерительных элементов 2, З,зависящее от расстояния между точками их крепления на рычаге 1 и расстояния от точки приложения усилия до точки крепления ближайшего силоизмерительного элемента, обеспечивает получение максимального сигнала. 1 ил.

1747960

Е - в9—

1 ( (—

Ез= mg

ЬЕз -Р— —, ! ( (2) 40

С1

=1+ —, Си (а = е !. (3) Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано при измерении статических сил и массы.

Известно силоизмерительное устройство, в котором силоизмерительный эле- . мен1 в виде библосы с нераэмеЩбйными на ней тензорезистофами прикреплен к изме.рительным пружинам, выполненным в виде двух сймметрично расйолОженных трапециевидных скоб, жестко соединенных откры- . тыми большими основаниями.

Однако в данном устройстве силоиэмерительный элемент работает только на растяжение.. что не позволяет реализовать схему моста с четырьмя активными тензорезисторами, а также получить строго линейную характеристику в малогрузном варианте датчика, Наиболее близко в предлагаемому измерительное устройство, в котором используются два датчика сжатия, предварительно нагруженные осевым усилием за Счет поджатия к силовоспринимающей плите с помощью шпилек и работаюЩие по дифференциальной схеме с догрузкой-разгрузкой датчиков при приложении измеряемого усилйя к силовоспринимающей плите.

В устройстве заложена возможность реализации схемы моста с четырьмя активными тенэорезисторами.

Однако в известном устройстве предварительное усилие поджатия датчиков и силовосйринимающей плиты должно составлять не. менее 50 от измеряемого усилия, что ограничивает возможность получения высоких коэффициентов. передачи, Схема устройства затруднительна для .создания высокоточных малогрузных датчиков.

Цель изобретения — повышение коэффициента передачи и точности измерения. ((ель достигается тем, что в силоизмерительном устройстве сйловоспринимающий элемент выпблнен в виде рычага; один конец которого подвешен к корпусу на силоиэмерительных элементах, на другом кон;, це которого расположена точка приложения усилия, центр тяжести рычага расположен между точками подвеса, а жесткости силоизмерительнйх элементов выбраны из соотношения где С1 и С2 — соответственно жесткости силоивмерителъных элементов;. L — расстояйие между точками крепления силоизмерительных элементов на рычаге:

1 — расстояние от точки приложения уси5 лия до точки крепления ближайшего силоизмерителя.

На чертеже представлена конструкция измерительного устройства.

Силовводящий элемент 1 подвешен на

10 силоизмерительных элементах 2 и 3 к кор- пусу 4. От внешней среды рабочая зона тензореэисторов герметизируется мембраной

5.

Принцип работы измерительного уст15 ройства следующий, Подвешенный, например, на силоизмерительных элементах 2 и 3 рычаг 1 массой е обуславливает предварительное растяжеwe силоизмерительного элемента.2 усили20 ем

25 и силоизмерительного элемента 3 усилием

30 При приложении к рычагу измеряемого усилия Р силоиэмерительный элемент 2 догружается на величину а силоизмерительный элемент 3 раэгружается на величину

t.å. под действием измеряемой нагрузки сил оизмерительным элементам сообщается

45 приращение деформаций разных знаков, что позволяет реализовать мостовую схему с четырьмя активными тензорезисторами.

Для получения максимального сигнала

50 и улучшения метрологических характеристик по критерию нелинейности необходимо, чтобы приращенйя относительных деформаций тензо резисторов были равны по абсолютной величине:

Так как силоиэмерительные элементы. работают нэ растяжение, то

1747960 где С вЂ” жесткость t-го силоизмерительного элемента.

С учетом выражений (1), (2) и(4) условие (3) можно представить в виде

Сг L

=1 + —.

Сз

Составитель В,Морозовский

Техред М.Моргентал Koppe«mp М.Демчик

Редактор А.Огар

Заказ 2496 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственйого комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Лроизеодстеенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 г

Я реимуществом предлагаемого устройства по сравнению с известным является повышение коэффициента передачи и точности измерения усилия.

Формула изобретения

Силоизмерительное устройство, содержащее размещенные в корпусе с защитной мембраной два предварительно нагруженных силоизмерительных элемента и силовоспринимающий элемент, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения коэффиI циента передачи и точности измерения, силовоспринимающий элемент выполнен в виде рычага, один конец кОторого подвешен к корпусу на силоизмерительных элементах.

5 на другом конце которого расположена точка приложения усилия, центр тяжести рычага расположен между точками подвеса, а жесткости силоизмерительных элементов выбраны из соотношенйя

С1, =1 + —, Сг где С1 и Сг — соответственно жесткости си15 лоизмерительных элементов;

L — - расстояние между точкамиь крепления силоизмерительных элементов на рычаге;

1 — расстояние от точки приложения уси20 лия до точки крепления ближайшего силоизмерительного элемента.