Частотный датчик силы

 

777493

Союз Соеетских

Социалистических

Республик

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.10.77 (21) 2536337/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.11.80 (51) Я. Кл.з

G 01L 1/14

Государственный комитет (53) УДК 531.781 (088.8). по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. С. Коносов и В. Г. Барбатунов (71) Заявитель (54) ЧАСТОТНЫЙ ДАТЧИК СИЛЪ|

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к частотным датчикам, и предназначено для измерения силы, давления, ускорения в любой аппаратуре, применяемой в устройствах автома- 5 тического контроля, управления и регулирования.

Известен однокомпонентный вибрационный динамометр, содержащий дополнительную компенсационную перемычку, вблизи которой расположены электромагнитные возбудитель и преобразователь колебаний (1). Однако известные устройства имеют сложную конструкцию, требуютспециальной подгонки частоты колебаний компенсационной перемычки (выступа) к частоте колебаний основной перемычки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является частотный 20 датчик силы, содержащий упругий элемент, выполненный за одно целое с силопередающим элементом, резонатор, соединенный одним концом с упругим, а другим — с силопередающим элементами, возбудитель и 25 преобразователь колебаний и температурный компенсатор (2).

Недостатком известного датчика являются изменение частоты колебаний прямоугольной перемычки, температурная по- 30 грешность датчика из-за невысокой точности температурной компенсации.

Целью изобретения является повышение точности измерения, Поставленная цель достигается тем, что температурный компенсатор выполнен в виде плоских пластин с прорезями, один конец которых жестко закреплен на упругом элементе, а другой — на силопередающем, причем пластины температурного компенсатора могут быть собраны в пакет и в местах крепления с упругим и силопередающим элементами разделены между собой прокладками.

На фиг. 1 представлен описываемый частотный датчик силы, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3— общий вид датчика с температурным компенсатором в виде пакета пластин; на фиг. 4 — температурный компенсатор, Частотный датчик силы содержит упругий элемент 1, выполненный за одно целое с силопередающим элементом 2, упругим шарниром 3 и резонатором 4. Температурный компенсатор выполнен в виде плоских металлических пластин 5 и 6 с прорезями

7 и 8, Один конец пластин 5 и 6 жестко закреплен на упругом элементе 1, а другой— на силопередающем элементе 2 с помощью накладок 9 — 12. Для повышения надежно777493 сти работы пластины 5 и б дополнительно закрепляют штифтами 13 и 14.

Для возбуждения колебаний резонатор4 используют систему возбуждения и съема колебаний, включающую возбудитель 15 и преобразователь колебаний 16, которые связаны между собой через усилитель обратной связи (на чертеже не показаны).

Температурный компенсатор может быть выполнен в виде пакета плоских пластин 5, 17 и 18, разделенных в местах крепления их прокладками 19 — 22.

Частотный датчик силы работает следующим образом. При включении напряжения питания возникают поперечные колебания резонатора 4. Под действием механической силы Р происходит смещение силопередающего элемента 2 относительно упругого элемента 1, которое вызывает деформацию резонатора 4 и изменение его частоты колебаний. При действии силы P (см. чертеж) резонатор 4 растягивается и его частота колебаний увеличивается, при действии силы, противоположной силе Р, резонатор 4 сжимается и частота его колебаний уменьшается. При изменении температуры окружающей датчик среды изменяется частота колебаний резонатора 4 и он деформируется. Пластины 5 и б препятствуют этой деформации и уменьшают вызванное изменением температуры изменение частоты колебаний резонатора 4. При этом происходит смещение силопередающего элемента 2 относительно упругого элемента 1 вместе с закрепленными концами пластин 5 и б и их перемещение относительно средней части пластин 5 и б. Указанное перемещение вызывает возникновение силы, пропорциональной этому перемещению и жесткости средней части пластин

5 и 6, которая стремится повернуть силопередающий элемент 2 в обратном направлении, уменьшая тем самым температурные деформации резонатора 4 и величину температурной погрешности датчика.

Использование нескольких плоских пластин, изготовленных из материалов с различными коэффициентами линейного расширения и закрепленных на силопередающем и упругом элементах, позволилоуменьшить температурную погрешность датчика (примерно в 8 — 12 раз), а применение тем10 пературного компенсатора в виде пакета пластин упростило процесс регулирования величины температурной погрешности.

Формула изобретения

1. Частотный датчик силы, содержащий упругий элемент, выполненный за одно целое с силопередающим элементом, резонатор, соединенный одним концом с упругим, 20 а другим — с силопередающим элементами, возбудитель и преобразователь колебаний и температурный компенсатор, отличающи и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, температурный компенса25 тор выполнен в виде плоских пластин с прорезями, один конец которых жестко закреплен на упругом элементе, а другой— на силопередающем.

2. Частотный датчик силы, по п. 1, отЗ0 л и ч а ю шийся тем, что пластины температурного компенсатора собраны в пакет и в местах крепления с упругим и силопередающим элементами разделены между собой прокладками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

40 № 220586, кл. G 011 1/10, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР № 241768, кл. G 01L 7/02, 1968 (прототип).

777493

Фиг. 2

Составитель О. Малеева

Техред А. Камышникова Корректор Н. Федорова

Редактор О. Филиппова

Заказ 2413/7 Изд. № 555 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография пр. Сапунова, 2