Датчик для измерения сил

 

((i! 5765I9

Союз Советских

Социалистических

Республик

И АВТОРжО;4У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к азт. свнд-w, (22) Заявлено 01.06.76 (21) 2367846/10 с (! э i i c о е д (1 i L r 1! 1 с .,1 3 а я в (: (2,; 1!»::.,эi; r(. ( (43) О:, олнкон(:но (э.10.у (. Ь(ол.. т, нь Л 38 (-15) Дата опубликования описания 13.10.77 (51) М. Кл.е 6 011 1/18

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР аа делам иза5ретений и открытий (53) УДК 531.781(088.8) (72) Автор изобретения

В, И. Ахматов (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерного дела (5 1) ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛ

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения сил внутри моделей или изделий из упруго-пластичных материалов.

Известный датчик для измерения сил, содержащий корпус, в котором расположен пьезоэлемент, не обеспечивает требуемой точности (1).

Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является датчик для измерения сил, содержащий две опорные плиты и расположенный между ними пьезоэлектрический преобразователь, состоящий из двух пьезопластин, помещенных в экранирующи и ко.к у ; (2) .

Однако известный датчик не обеспечивает достаточной точности измерения.

Для повышения точности измерения сил в предлагаемый датчик введень(две кольцевые пьезопластины, расположенные концентрично с пьезоэлектрическим преобразователем и прикрепленные наружными обкладками к опорным плитам, и генератор однополярных электрических импульсов, один выход которого соединен с внутренними обкладками кольцевых пьезопластин, а второй выход через экраниру(ощий кожух соединен с наружными обкладками всех пьезопластин, закороченными на опорные плиты.

На чертеже представлен описываемый ма логабаритный датчик для измерения сил, со стоящий нз верхней 1 и нижней 2 опорных н.(((т, Ii которы м од((о((ъ(ен((ыа(н полосам(!

5 приклеены твердеющим клеем пьезопластпны

3 и 4, образующие пьезообразователь. С внутренних обкладок этих пьезопластин, притертых друг к другу, прн помощи экранированного кабеля 5, снимаемый сигнал подается на

10 измерительный прибор (на чертеже не показан).

Наружные обкладки пьезопластнн 3 и 4 электрически соединены с опорными плитами.

Концентрично пьезопреобразователю в датчи1д ке расположены кольцевые пьезопластины 6 и 7, образующие устройство периодической разгрузки. Эти пластины также приклеены наруж((ь; „ii оо(:.чад(<а i(и T(3Lp ;Io((r((M к tleeh(ir соответствующим опорным плитам и электри20 чески с ними соединены.

Внутренние обкладки пьезопластин 6 и 7 электрически соединены между собой и в процессе окончательной сборки датчика склеены вязким веществом 8. В процессе этого склепд вания излишки вязкого вещества будут вытекать до тех пор, пока пьезопластины 3 и 4 не

oypyT (r.(o (r(o rip((;(e(r(Tr Zpyr к дру(у.

1;, !3((3 тре(((! н i (бк;(ад(а м ((h(. зоил а от((((6 1(7 подсоединен провод 9, идущий от генерато576519

Составитель А. Новиков

Род; ктор С. Хе/йфиц Tcxpcä И. Михайлова Корректор Л. Брахнина

Заказ 2311/5 Изд. ¹ 811 Тираж 1109

11ПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я(-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 ра однополярных электрических импульсов, Второй провод от это,о;снератора, так >«c » как и экран кабеля 5, соединен через экранирующий от наводок кожух 10 с наружными обкладками всех пьезопластин. 5

При воздействии на датчик силы P опа распределяется между пластинами пьезопреобразователя и устройства периодической разгрузки. Так как вещество 8 вязкое, то большая часть этой силы воспринимается пьезопреоб- 10 разователем. Заряд, возникший на пластинах пьезопреобразователя от действия силы Р, быстро стекает, и указатель регистриру1ощего устройства стоит на нуле. При подаче па пластины 6, 7 разгрузочного устройства одно- Г5 полярных электрических импульсов они за счет обратного пьезоэффекта деформируются синхронно с этими импульсами. Следовательно, составляющая силы Р, воспринимаемая пьезопреобразователем, меняется по аналогичному закону. При увеличении амплитуды однополярных импульсов наступает момент, когда пьезопреобразователь полностью разгружается, а значит и сигнал, снимаемый с пьезопреобразователя, по мере увеличения амп- 25 литуды однополярных импульсов растет до какого-то значения, определяемого действующей на него силой.

Измеряя этот сигнал при заведомо большом папря>кении одпополярпых импульсов или 30 амплитуду однополярных импульсов, при которой перестает расти сигнал, снимаемый с пьезопреобразователя, можно однозначно судить о действующей на датчик сплс.

Формула изобретения

Датчик для измерения сил, содержащий две опорные плиты и расположенный между ними пьезоэлектрический преобразователь, состоящий из двух пьезопластин, помещенных в экранирующий кожух, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения сил, в него введены две кольцевые пьезопластины, располо>кенные концентрично с пьезоэлектрическим преобразователем и прикрепленные наружными обкладками к опорным плитам, и генератор однополярных электрических импульсов, один выход которого соединен с внутренними обкладками кольцевых пьезопластин, а второй выход через экранирующий кожух соединен с наружными обкладками всех пьезопластин, закороченными на опорные плиты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Д. И. Агейкин и др. Датчики контроля и регулирования, «Машиностроение», М., 1965, с. 215.

2. Авторское свидетельство СССР № 143585, кл. G OIL 1/18, 1960.