Устройство для измерения усилий

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения нагрузок в различных кинематических и силопередающих звеньях. Устройство содержит верхний и нижний плоские элементы с отверстиями в центре. Между этими плоскими элементами размещен силовоспринимающий элемент, выполненный в виде жесткой металлической пластины, снабженной в центре выступом для восприятия усилий. На верхней и нижней поверхности данной металлической пластины установлены секции токоизолированной тензочувствительной проволоки. При этом указанные секции проволоки предварительно деформированы силой сжатия. Технический результат заключается в повышении чувствительности устройства и возможности измерения знакопеременных усилий. 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам, предназначенным для измерения нагрузок в различных кинематических и силопередающих звеньях, не допускающих увеличения длины цепи или звена.

Известно устройство для измерения нагрузок [1], содержащее плоские кольцевые силовоспринимающие элементы, между которыми размещен упругий элемент (тензоэлемент), последний выполнен из тонкой металлической пластины и разомкнутых секций токоизолированной тензочувствительной проволоки. Недостатком этого устройства является низкая чувствительность и невозможность измерения знакопеременных усилий.

Наиболее близким (прототипом) по технической сущности к предлагаемому изобретению является решение [2]. Согласно этому решению в датчике, содержащем два силовоспринимающих элемента с отверстиями в центре, между которыми размещен упругий элемент в виде секции токоизолированной тензочувствительной проволоки. Недостатком этого устройства является большая аддитивная температурная погрешность, малая чувствительность и невозможность измерения знакопеременных нагрузок.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение выходного сигнала (увеличение чувствительности) и обеспечение возможности измерения знакопеременных усилий. Это достигается тем, что в устройстве для измерения усилий, содержащем верхний и нижний плоские элементы с отверстиями в центре, с установленными между ними секциями токоизолированной тензочувствительной проволоки, между плоскими элементами размещен силовоспринимающий элемент, выполненный в виде жесткой металлической пластины, снабженной в центре выступом для восприятия измеряемых усилий, на верхней и нижней поверхностях металлической пластины установлены секции токоизолированной тензочувствительной проволоки, при этом указанные секции предварительно деформированы силой сжатия, например винтами, при установке нуля выходного сигнала.

Выполнение силовоспринимающего элемента в виде жесткой металлической пластины, снабженной в центре выступом, обеспечивает восприятие измеряемого усилия при передаче и преобразовании входного сигнала.

Размещение токоизолированной тензочувствительной проволоки на верхней и нижней поверхностях металлической пластины и предварительная деформация указанных секций силой сжатия обеспечивает увеличение выходного сигнала и измерение знакопеременных усилий.

На чертеже представлена конструкция устройства.

Устройство для измерения усилий состоит из верхнего 1 и нижнего 2 плоских элементов, между которыми установлен силовоспринимающий элемент - жесткая металлическая пластина 3. На верхней поверхности силовоспринимающего элемента установлены секции 5 и 7 токоизолированной тензочувствительной проволоки, на нижней - секции 6 и 8 токоизолированной тензочувствительной проволоки. Для деформации сжатия при установке нуля выходного сигнала предусмотрены стяжные винты 4.

Усилие стягивания должно соответствовать верхнему значению диапазона измерения усилия.

Устройство работает следующим образом.

Первоначально, при отсутствии усилия, все секции токоизолированной тензочувствительной проволоки подвергнуты деформации сжатия, при этом выходной сигнал равен нулю. Таким образом устанавливается минимальная величина электрического сопротивления всех секций токоизолированной тензочувствительной проволоки. При приложении усилия, направленного, например, вниз, секции токоизолированной тензочувствительной проволоки 5 и 7 подвергаются деформации растяжения, происходит увеличение их электрического сопротивления, а секции токоизолированной тензочувствительной проволоки 6 и 8 - деформации сжатия, их электрическое сопротивление уменьшается. При приложении усилия, направленного вверх, секции токоизолированной тензочувствительной проволоки 5 и 7 подвергаются деформации сжатия, происходит уменьшение их электрического сопротивления. Секции токоизолированной тензочувствительной проволоки 6 и 8, подвергнутые деформации растяжения, увеличивают свое электрическое сопротивление.

Положительный результат достигается тем, что все секции токоизолированной тензочувствительной проволоки включены в мостовую измерительную цепь так, что они составляют четыре рабочих плеча моста, этим достигается увеличение выходного сигнала в два раза, а введение деформирования секций токоизолированной тензочувствительной проволоки силой сжатия при установке нуля выходного сигнала обеспечивает измерение знакопеременной силы.

Источники информации

1. RU, заявка на изобретение №2002105298/20 от 26.02.02.

2. Патент России №2010192, кл. G 01 L 1/22, бюл.№6 от 30.03.94.

Устройство для измерения усилий, содержащее верхний и нижний плоские элементы с отверстиями в центре с установленными между ними секциями токоизолированной тензочувствительной проволоки, отличающееся тем, что между плоскими элементами размещен силовоспринимающий элемент, выполненный в виде жесткой металлической пластины, снабженной в центре выступом для восприятия усилий, на верхней и нижней поверхностях металлической пластины установлены секции токоизолированной тензочувствительной проволоки, при этом указанные секции предварительно деформированы силой сжатия.