RU2488771C2 - Strain gauge - Google Patents
Strain gauge Download PDFInfo
- Publication number
- RU2488771C2 RU2488771C2 RU2010118165/28A RU2010118165A RU2488771C2 RU 2488771 C2 RU2488771 C2 RU 2488771C2 RU 2010118165/28 A RU2010118165/28 A RU 2010118165/28A RU 2010118165 A RU2010118165 A RU 2010118165A RU 2488771 C2 RU2488771 C2 RU 2488771C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bridge
- load
- strain gauge
- electronic circuit
- light
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Measurement Of Force In General (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу, в частности к приборам измерения проявления горного давления, а именно к датчикам для измерения натяжения анкера.The invention relates to mining, in particular to instruments for measuring the manifestation of rock pressure, and in particular to sensors for measuring the tension of the anchor.
Известен [1] динамометр для измерения нагрузок на крепь горных выработок, состоящий из верхней и нижней крышек, втулки, тарельчатой пружины, резиновых прокладок. Для дистанционного измерения деформаций тарельчатых пружин он снабжен фотоэлементом.Known [1] a dynamometer for measuring the loads on the lining of mine workings, consisting of upper and lower covers, bushings, cup spring, rubber gaskets. For remote measurement of plate spring deformations, it is equipped with a photocell.
Основной недостаток таких динамометров состоит в неустойчивости деформационной характеристики тарельчатой пружины в процессе измерения, обусловленной влиянием формы в процессе термозакалки и значительной чувствительностью к незначительному изменению температуры.The main disadvantage of such dynamometers is the instability of the deformation characteristics of the Belleville spring during the measurement process, due to the influence of the shape during thermal quenching and significant sensitivity to a slight temperature change.
Известно [2] устройство контроля натяжения анкера, состоящее из двух опорных шайб и расположенного между ними элемента податливости. В тело элемента податливости встроена капсула, в полости которой установлена система протарированных подвижных контактов, соединенных с радиопередатчиком.It is known [2] an anchor tension control device consisting of two support washers and a compliance element located between them. A capsule is built into the body of the compliance element, in the cavity of which a system of stripped movable contacts connected to a radio transmitter is installed.
Недостаток устройства состоит в том, что его трудно совместить с единой системой мониторинговой сети контроля содержания газа метана, состояния анкерной крепи и приконтурного массива. Кроме того, упругий податливый элемент, например, из вакуумной резины не имеет устойчивой по времени нагрузочной характеристики из-за старения резины, а также из-за внецентренного сжатия ее.The disadvantage of the device is that it is difficult to combine with a single monitoring network system for monitoring the methane gas content, the condition of the anchor support and the edge array. In addition, an elastic malleable element, for example, of vacuum rubber does not have a time-stable load characteristic due to aging of the rubber, as well as due to its eccentric compression.
Наиболее близким аналогом по технической устойчивости является [3] тензометрический датчик, включающий корпус с центральным отверстием и фланцами на торцах, с внешней стороны которого размещены активные и компенсационные тензорезисторы, соединенные между собой по мостовой схеме, плечи которой имеют равные электрические сопротивления.The closest analogue in technical stability is [3] a strain gauge sensor, which includes a housing with a central hole and flanges at the ends, on the outside of which active and compensation strain gages are connected, connected by a bridge circuit, the shoulders of which have equal electrical resistance.
Основной недостаток датчика состоит в том, что он не может работать без вторичного прибора в автономном режиме.The main disadvantage of the sensor is that it cannot work without a secondary device in offline mode.
Целью предлагаемого изобретения является создание датчика тензометрического, способного функционировать в автономном режиме.The aim of the invention is the creation of a strain gauge capable of functioning in standalone mode.
Для достижения указанной цели датчик тензометрический включает корпус в виде втулки с центральным отверстием, на внешней поверхности которой и на пластине из этого же материала размещены активные и компенсационные тензорезисторы, соединены между собой по мостовой схеме, плечи которой имеют равные электрические сопротивления, кожух.To achieve this goal, the strain gauge sensor includes a housing in the form of a sleeve with a central hole, on the outer surface of which and on a plate of the same material active and compensating strain gages are placed, interconnected by a bridge circuit, the shoulders of which have equal electrical resistance, a casing.
Отличием является то, что датчик тензометрический дополнительно снабжен автономным источником питания, набором светодиодов, включенными в состав электронной схемы, которая подсоединяет к сети тот или иной светодиод из набора в зависимости от сопротивления моста. Электронная схема включает мост Уитстона из тензодатчиков, инструментальный усилитель, блок компараторов, задающее устройство, посредством которых обеспечивает зажигание светодиода из блока индикации, соответствующего интервалу нагрузки.The difference is that the strain gauge sensor is additionally equipped with an autonomous power source, a set of LEDs included in the electronic circuit, which connects one or another LED from the set to the network, depending on the bridge resistance. The electronic circuit includes a Wheatstone bridge of load cells, an instrumental amplifier, a comparator unit, a master device, by means of which it provides ignition of the LED from the display unit corresponding to the load interval.
Таким образом, введенные признаки решают проблему визуального контроля нагрузки на анкеры посредством автономных датчиков, не требующих вторичного прибора. Данный тензометрический датчик может функционировать также в сети мониторинга без потери функции визуального контроля.Thus, the introduced features solve the problem of visual monitoring of the load on the anchors by means of autonomous sensors that do not require a secondary device. This strain gauge sensor can also function in the monitoring network without losing the visual control function.
Сущность предложения поясняется чертежами.The essence of the proposal is illustrated by drawings.
На фиг.1 представлен осевой разрез датчика тензометрического.Figure 1 presents an axial section of the strain gauge sensor.
На фиг.2 - разрез 1-1 фиг.1.Figure 2 is a section 1-1 of figure 1.
На фиг.3 представлена электронная блок схема датчика тензометрического.Figure 3 presents the electronic block diagram of the strain gauge sensor.
Датчик тензометрический включает втулку 1 с фланцами и осевым отверстием под анкер. Пространство между фланцами и втулкой ограждает кожух 2. На внешней поверхности втулки 1 установлены активные плечи 3 моста Уитстона. Компенсационные плечи 4 расположены на пластинке 5, выполненной из этого же материала, что и стальная втулка 1. Между фланцами втулки 1 расположены источники питания 6 с контактными подложками 7 и 8. Подложки 8 установлены на крышках 9, которые перекрывают отверстия в гнездах нижнего фланца втулки 1, через которые устанавливаются источники питания 6. Подложки 7 и 8 являются контактными пластинами, между которыми устанавливают источники питания 6. Между фланцами втулки 1 установлены стойки - платы 10, на которых смонтированы наборы светодиодов 11. В кожухе 2 напротив светодиодов 11 разделаны окна 12. В окнах 12 могут быть вставлены, например, непосредственно светодиоды или кварцевые стекла, через которые осуществляется индикация света от светодиодов (фиг.2). Плата 13 электронной схемы размещена в зазоре между втулкой 1 и кожухом 2 и между фланцами. Электронная схема (фиг.3) включает мост 14 Уитстона, инструментальный усилитель 15, блок компараторов 16, задающее устройство 17, блок индикации 18 со светодиодами, таймерно-питающее устройство 19 с источниками питания 6.The strain gauge sensor includes a
Для подсоединения к датчику мониторинговой сети кожух 2 датчика снабжен штепсельным разъемом 20.To connect to the sensor of the monitoring network, the
Втулка 1 размещена осевым отверстием на анкере между гайкой и опорным элементом анкера, которые формируют нагрузку на торцы втулки 1 (фиг.1).The
Изменение нагрузки вызывает изменение электрического сопротивления моста 14. Мост тензорезисторов 14 обеспечивает линейное изменение напряжения на выходе в некотором диапазоне, в зависимости от нагрузки на втулку 1 датчика.A change in the load causes a change in the electrical resistance of the bridge 14. The bridge of the strain gages 14 provides a linear change in the output voltage in a certain range, depending on the load on the
Инструментальный усилитель 15 предназначен для усиления сигнала и приведения его к некоторому стандартному значению. Нормированный сигнал подается на вход блока компараторов 16. На другие входы блока компараторов подаются с задающего устройства 17 опорные напряжения, задающие пороги переключения отдельных компараторов блока.Instrumentation amplifier 15 is designed to amplify the signal and bring it to some standard value. The normalized signal is fed to the input of the comparator unit 16. The reference voltages that specify the switching thresholds of the individual unit comparators are supplied to the other inputs of the comparator unit.
Задающее устройство 17 вырабатывает опорные напряжения для блока компараторов 16. Эти напряжения создают закон измерения (линейный, логарифмический и др.) и интервалы переключения как равномерные, так и не равномерные. Это обеспечивает более обширную сферу применения датчика. Например, контрольному датчику достаточно двух порогов переключения, соответствующим трем состояниям исследуемого объекта:The master 17 generates reference voltages for the block of comparators 16. These voltages create a measurement law (linear, logarithmic, etc.) and switching intervals both uniform and non-uniform. This provides a wider scope for the sensor. For example, two switching thresholds corresponding to the three states of the object under study are sufficient for the control sensor:
- Нагрузка ниже нормы- Load below normal
- Нагрузка в норме- The load is normal
- Нагрузка выше нормы.- The load is above normal.
При переключении одного из компараторов блока компараторов 16 обеспечивается зажигание одного или нескольких светодиодов 11 блока индикации 18.When you switch one of the comparators of the comparator unit 16, one or
Таймерно-питающее устройство 19 обеспечивает стабильное питание измерительного моста, инструментального усилителя 15 и задающего устройства 17. Для длительной работы электронной схемы от автономного источника питания 6, таймерно-питающее устройство 19 обеспечивает повторно-кратковременную подачу напряжения на блоки компараторов 16 и индикаторов 18.The timer-supply device 19 provides stable power to the measuring bridge, the instrumentation amplifier 15 and the driver 17. For long-term operation of the electronic circuit from an
Функционирует датчик тензометрический следующим образом.The strain gauge operates as follows.
После установки источников питания 6 между контактными подложками 7 и 8 таймерно-питающее устройство 19 (ТПУ) обеспечивает стабильное напряжение питания моста Уитстона 14. После установки датчика на анкере и предварительного его натяжения гайкой на торцах втулки 1 активные плечи моста изменяют электрическое сопротивление пропорционально действующей нагрузке. Возникший разбаланс в сопротивлении моста вызывает сигнал, который поступает в инструментальный усилитель 15. Здесь сигнал усиливается и приводится к некоторому стандартному значению подается на вход блока компаратора 16.After installing
На другой вход блока компаратора 16 от задающего устройства 17 подаются опорные напряжения, задающие пороги переключения отдельных блоков компаратора.To another input of the comparator unit 16 from the master 17, reference voltages are supplied that specify the switching thresholds of the individual comparator units.
В результате сравнения поступившего сигнала от ИУ 15 с пороговыми напряжениями от ЗУ 17 включается тот или иной компаратор блока 16, который подает напряжение на соответствующий светодиод 11 из блока индикатора 18. Светодиод зажигается светом в окне 12. Цвет светодиода соответствует уровню сигнала, пропорционально нагрузке в интервале значений силы до 20 кН. При увеличении нагрузки, например до 45 кН, уровень сигнала с моста увеличится. Увеличится сигнал и в ИУ 14. После сравнения увеличенного сигнала, поступившего в БК 16, с пороговыми напряжениями от ЗУ 17 в БК 16 включится другой компаратор, который подаст напряжения на соответствующий светодиод из БИ 18. Светодиод соответствующего цвета загорается в соответствующем окне 12 кожуха 2.As a result of comparing the received signal from the IU 15 with the threshold voltages from the memory 17, one or another comparator of the block 16 is turned on, which supplies the voltage to the
При сигнале на границе интервалов значений загораются два светодиода.When a signal at the boundary of the intervals of values, two LEDs light up.
Изменение нагрузки на датчик таким образом приводит к загоранию того или иного светодиода соответствующего цвета.Changing the load on the sensor in this way leads to the lighting of one or another LED of the corresponding color.
Повторно-кратковременный режим работы блока компараторов и блока индикации позволяет увеличить длительность использования источника тока.Repeatedly short-term operation of the comparator unit and the display unit allows you to increase the duration of the current source.
Таким образом, данное предложение позволяет реализовывать датчик тензометрический, который функционирует в автономном режиме.Thus, this proposal allows you to implement a strain gauge, which operates offline.
Датчик может функционировать также в сети мониторинговых систем.The sensor can also function in a network of monitoring systems.
Анализ источников информации позволяет сделать вывод о том, что данное предложение удовлетворяет признаком новизны и полезности.Analysis of information sources allows us to conclude that this proposal satisfies the sign of novelty and usefulness.
Источники информацииInformation sources
1. а.с. СССР 474671.1. A.S. USSR 474671.
2. а.с. СССР 191448.2. A.S. USSR 191448.
3. Патент РФ №2169901.3. RF patent No. 2169901.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010118165/28A RU2488771C2 (en) | 2010-05-05 | 2010-05-05 | Strain gauge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010118165/28A RU2488771C2 (en) | 2010-05-05 | 2010-05-05 | Strain gauge |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010118165A RU2010118165A (en) | 2011-11-10 |
RU2488771C2 true RU2488771C2 (en) | 2013-07-27 |
Family
ID=44996921
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010118165/28A RU2488771C2 (en) | 2010-05-05 | 2010-05-05 | Strain gauge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2488771C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU202220U1 (en) * | 2020-07-20 | 2021-02-08 | Дамир Фанисович Заятдинов | UNDERGROUND MINING MOUNTING LOAD INDICATOR |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU474671A1 (en) * | 1974-01-25 | 1975-06-25 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Горной Геомеханики И Маркщейдерского Дела | Dynamometer for measuring loads on lining in mine workings |
RU2169901C2 (en) * | 1996-02-27 | 2001-06-27 | Институт угля и углехимии СО РАН | Anchor strain gauge |
RU2305063C2 (en) * | 2005-10-31 | 2007-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" | Load-lifting crane control method |
-
2010
- 2010-05-05 RU RU2010118165/28A patent/RU2488771C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU474671A1 (en) * | 1974-01-25 | 1975-06-25 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Горной Геомеханики И Маркщейдерского Дела | Dynamometer for measuring loads on lining in mine workings |
RU2169901C2 (en) * | 1996-02-27 | 2001-06-27 | Институт угля и углехимии СО РАН | Anchor strain gauge |
RU2305063C2 (en) * | 2005-10-31 | 2007-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" | Load-lifting crane control method |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU202220U1 (en) * | 2020-07-20 | 2021-02-08 | Дамир Фанисович Заятдинов | UNDERGROUND MINING MOUNTING LOAD INDICATOR |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010118165A (en) | 2011-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7202424B2 (en) | Balance control system for weight scales | |
MX2009003505A (en) | Battery tester. | |
CN101622462B (en) | Method and device for indicating load | |
AU2002247435A1 (en) | Sensor array and method for electrochemical corrosion monitoring | |
WO2018031898A3 (en) | Vital signs monitoring system | |
AU2017258930A1 (en) | An Improved Load-Indicating Device | |
ATE47227T1 (en) | PIEZORESISTIVE FORCE MEASUREMENT ELEMENT AND ITS USE FOR DETERMINING FORCES ACTING ON A COMPONENT. | |
KR20140061258A (en) | A pressure-measuring plug for a combustion engine | |
MX2009012522A (en) | Method for monitoring the state of a force measuring device, force measuring device and force measuring module. | |
JP2007187619A5 (en) | ||
CN107941398B (en) | Monitoring support and intelligent monitoring system | |
RU2488771C2 (en) | Strain gauge | |
CN104482960A (en) | Displacement and force test integrated sensor | |
GB201209735D0 (en) | Improvements in touch sensitive displays | |
TW200739091A (en) | System, circuit and method for measuring resistance of wheatstone bridge, and computer program | |
CN106610326A (en) | Tulip contact pressure electronic measuring instrument | |
US20180024042A1 (en) | Corrosion monitor | |
ZA202301039B (en) | Chain monitoring systems and methods | |
RU2463570C1 (en) | Tensoresistive pressure sensor with thin-film nano- and micro-electromechanical system | |
RU96655U1 (en) | TENZOMETRIC SENSOR FOR MEASURING POWER WITH THE PROPERTIES OF VIVILITY AND A LOW NOISE LEVEL UNDER THE ACTION OF THE SHOCK LOAD | |
CN203077184U (en) | Mechanical tripping type digital display torque wrench | |
CN202141544U (en) | Transmission line tower load cell | |
CN108181661B (en) | Automatic monitor for geological disasters | |
RU2169901C2 (en) | Anchor strain gauge | |
CN220039515U (en) | Force and temperature measuring composite sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130224 |