Устройство для измерения усилий

Авторы патента:

G01L9/08 - с помощью пьезоэлектрических устройств

OIINCAHNE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 50t 341 5/28 (22) 26.11.91 (46) 30.10.93 Бюл йв 39-40 (71) Казанский филиал Научно-исследовательского института двигателей (72) Мухаметгарипов Ф.С.; Мезиков АК; Мезиков

В.К„Ляшко АЙ (73) Мезиков Аркадий Константинович (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ (67) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных от(В) RU (1Ц 2002225 С1 (51) 5 G01 L9 08 раслях промышленности для измерения механических усилий. Благодаря тому, что пьезозлемент выполнен в виде кольцевого пьезорезонатора с радиальными колебаниями, а соотношение наружного и внутреннего диаметров кольцевого пьезоэлемента выбрано в пределах от 1,7 до 2,7, относительное .изменение его резонансной частоты, вызванное воздействием номинального усилия, в 20 раз больше по сравнению с известными устройствами Это . позволило повысить чувствительность устройства для измерения усилий. 1 ил.

2002225

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных областях промышленности для измерения механических усилий.

Известно устройство для измерения усилий, содержащих кольцевой элемент, на торцевой поверхности которого или на поперечной перемычке размещены пьезорезонаторы с колебаниями сдвига по толщине (1).

В качестве прототипа выбрано устройство для измерения усилий, содержащее кольцевой пьезоэлемент, выполненный в виде пьезореэонатора с колебаниями сдвига по толщине, подключенный к автогенератору и измерительный прибор (2).

При изменении усилия изменяется частота настройки пьезореэонатора и автогенератора, Изменение частоты фиксируется измерительным прибором.

Известное устройство имеет недостаточно высокую чувствительность ввиду того, что относительное изменение частоты пьезорезонатора с колебаниями сдвига по ToR" щине при приложении к нему усилия близко к относительному изменению резонансного размера пьезорезонатора вЂ” его толщине, Целью изобретения является повышение чувствительности устройства для измерения усилий.

Это достигается тем, что кольцевой пьезоэлемент выполнен в виде пьеэорезонатора C радиальными колебаниями, а соотношение наружного и внутреннего диаметров кольцевого пьезоэлемента выбрано в пределах от 1,7 до 2,7.

На чертеже показано устройство для измерения усилий, общий вид, Устройство содержит пьезореэоэлемент

1. На внешней и внутренней цилиндрических поверхностях пьеэорезозлемента расположены электроды 2, подключенные к автогенератору 3, выход которого соединен с измерительным прибором 4, служащим для измерения частоты радиальных колебаний кольцевого пьезорезоэлемента. Кольцевой пьезорезоэлемент может быть изготовлен как пьеэокварца, так и из пьеэокерамики.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ, содержащее соединенные между собой автогенератор, кольцевой пьезоэлемент и измерительный прибор, отличающееся тем, что кольцевой пьезоэ5

В первом варианте используется кварцевое кольцо, торцовая поверхность которого совпадает с плоскостью, образованной электрической Х и механической Y осями кристалла кварца. а его ось симметрии вЂ” с оптической осью кристалла, При этом электроды 2 располагаются на внешней и внутренней поверхностях кольца 1 в точках пересечения этих поверхностей осями Х и Y кристалла.

В другом варианте применяется кольцо, изготовленное из пьеэокерамики, поляризованное в радиальном направлении, на внешней и внутренней металлизированных поверхностях которого расположены электроды 2.

Устройство работает следующим образом.

После включения автогенератора 3 в пьезоэлементе возбуждаются радиальные колебания, при которых средняя линия кольца образует окружность периодически меняющегося радиуса.

Под действием измеряемого усилия Р, приложенного к пьезоэлементу. он деформируется. Деформация пьезоэлемента вызывает изменение его резонансной частоты и соответствующее изменение частоты колебаний автогенератора 3. Измеряемое усилие P определяется измерительным прибором 4 по девиации частоты автогенератора 3.

Тензочувствительность кольцевого пьезорезонатора с радиальными колебаниями увеличивается с уменьшением соотношения наружного и внутреннего диаметров кольцевого пьезорезонатора, а выбор указанного соотношения диаметров при реализации предложенного устройства производится исходя иэ требования обеспечения высокой тензочувствительности при допустимых механических напряжениях кольцевого пьеэорезонатора. (56) l. Авторское свидетельство СССР

N 451927, кл, G 01 l /16, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 1190215, кл. 01 1 1/16. 1985. лемент выполнен в виде пьезорезонатора с радиальными колебаниями, а оотношение наружного и внутреннего диаметров кольцевого пьезоэлемента выбрано в пределах от 1,7 до 2,7.

2002225

Составитель О. Антонова

Редактор Л. Народная Техред M.Моргентал Корректор С. Лисина

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3170

Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Способ изготовления пьезоэлектрического датчика давления // 1818558

Датчик давления // 1812458

Датчик давления // 1812457

Устройство для измерения абсолютного или разностного давления // 1812456

Устройство для измерения динамического давления в амортизаторе пневматического или гидравлического типа // 1810769

Датчик давления и способ его изготовления // 1793285

Способ изготовления пьезоэлектрического датчика давления // 1789894

Датчик импульсного давления // 1778573

Устройство для измерения давления // 1778572

Барочувствительный элемент // 2107273

Изобретение относится к пьезорезонансным датчикам давления и направлено на повышение надежности барочувствительного элемента (БЧЭ) при работе при высоких давлениях, за счет исключения возникающего при нагрузке на рабочую поверхность мембраны и крышки изгибающего момента

Устройство для контроля давления // 2139508

Изобретение относится к измерительной технике, в частности может быть использовано для контроля давления (избыточного, абсолютного, разрежения, разности давлений) нейтральных и агрессивных сред

Тензорезисторный датчик давления // 2168710

Изобретение относится к авиационной промышленности и может быть использовано в различных областях исследования аэродинамики для измерения давления

Датчик давления с частотным выходом // 2172477

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может найти применение при измерении давлений жидких и газообразных сред

Емкостной датчик давления // 2179308

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления в машиностроении, энергетике, авиационной технике, научной и газовой промышленности

Датчик давления с частотным выходом // 2193172

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники и может найти применение при измерении давлений и разности давлений жидких и газообразных сред

Способ многоточечного измерения давления и устройство для его осуществления // 2224986

Изобретение относится к измерительной технике при определении давления во множестве точек

Система для тралового рыбопромысла // 2238644

Изобретение относится к промысловому рыболовству и может быть использовано для тралового рыболовства на океанских акваториях в районах морских течений

Волноводный датчик импульсных давлений // 2241212

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению импульсных и быстропеременных давлений, и может быть использовано для измерения импульсного давления гидродинамического возмущения большой мощности при применении разрядно-импульсной технологии

Датчик быстропеременного давления (варианты) // 2242730

Изобретение относится к средствам преобразования быстропеременного и импульсного давления в электрический сигнал и может быть использовано в первичных преобразователях скорости потока вихревых расходомеров воды, газа, пара и других однородных сред