SU972274A1 - Силоизмерительный датчик - Google Patents

Description

(54) СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ДАТЧИК

1

Изобретение относитс  к силоизмерительной технике и может быть использовано в устройствах контрол  и регулировани  технологических процессов.

Известен тензометрический датчик усили , содержащий корпус, мембрану, силовоспринимающий центр, св занный через мембрану с упругим элементом, выполненным в виде тела вращени  с цилиндрической внешней поверхностью, на которой навиты тензорезисторы 1.

Однако этот датчик не обеспечивает требуемой точности измерени  при кратковременных осевых и боковых ударных нагрузках , превышающих номинальную.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  силоизмерительный датчик, содержащий упругий элемент с рабочей частью в виде полого цилиндра и с жесткими участками на концах цилиндра, размещенный внутри корпуса и св занный с последним одним жестким участком через мембрану, а другим участком - жестко, и тензорезисторы, укрепленные на рабочей части упругого элемента 2.

Известный силоизмерительный датчик также обладает недостаточной точностью измерени  при кратковременных нагрузках, превышающих номинальные.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  при кратковременных нагрузках , превышающих номинальные.

5Указанна  цель достигаетс  тем, что в

известный силоизмерительный датчик, содержащий корпус, упругий элемент с рабочей частью в виде полого цилиндра с жесткими участками на концах цилиндра, размещен ,Q ный внутри корпуса и св занный с ним одним жестким участком через мембрану, а другим участком - жестко, и тензорезисторы , укрепленные на рабочей части упругого элемента, введен силопередающий элемент с дополнительной мембраной, выполненный в виде установленного коаксиально упругому элементу сплощного цилиндра , один конец которого жестко св зан с одним жестким участком упругого элемента, а второй его конец св зан с корпусом через дополнительную мембрану, причем второй жесткий участок упругого элемента выполнен в виде усеченного конуса с прорез ми по образующей , а в верхней цилиндрической части упругий элемент снабжен четырьм  приливами, жестко св занными с мембранойг и силопередающим элементом, под которыми размещены параллельными р дами тензорезисторы, при этом цилиндрическа  поверхность между этими р дами выполнена с отверсти ми.

Кроме того, тензорезисторы включены в мостовую схему так, что теизорезисторы, размещенные в разных р дах по горизонгалм и в соседних по вертикали, включены в одно плечо измерительного моста последовательно .

На фиг. 1 представлен предлагаемый датчик , общий вид; на фиг. 2- сечение Л-А на фиг. 1; на фиг. 3 - развертка цилиндрической части упругого элемента и расположение тензорезисторов; на фиг. 4 - узел I на фиг. 1.

Датчик содержит упругий элемент в виде полого цилиндра 1, переход щий снизу в усеченный конус 2, имеющий четыре прорези 3 по образующей поверхности. Тензорезисторы 4-И размещены на цилиндрической поверхности упругого элемента 1 так, что тепзорезисторы одного плеча 4 и 5 измерительного моста, включенные последовательно , расположены в разных р дах по горизонтали и в соседних по вертикали. С верхнего торца цилиндр снабжен четырьм  приливами 12, жестко св заными с мембраной 13, имеющей проточку дл  соединени  с корпусом 14. На цилиндрической части упругого элемента 1 между вертикальными p дaJMи тензорезисторов выполнены отверсти  15. Силопередающий элемент 16 св зан через мембрану 17 с корпусом 14, а через мембрану 13 - с упругим элементом 1. В нижнем основании усеченного конуса 2 выполнена кольцева  проточка 18, служаща  дл  закреплени  упругого элемента в нижней части корпуса 14 винтами 19. Дл  соединени  силопередающего элемента 16 с мембраной 17 корпуса служит фасонна  шайба 20. Горизонтальные поверхности мембран 13 и 17с двух сторон выполнены с кольцевыми проточками 21, расположенными со смещением верхней проточки относительно нижней на половину щага.

Датчик работает следующим образом.

Измер емое усилие Р, приложенное сверху на Силопередающий элемент или снизу с помощью резьбового углублени  в нем, передаетс  на упругий элемент, который подвергаетс  упругой деформации сжати . Эта деформаци  преобразуетс  тензорезисторами , образующими тензометрический мост, в электрический сигнал, пропорциональный измер емому усилию. Последовательно соединенные тензорезисторы 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9, 10 и 11 каждого плеча измерительного моста размещены в разных р дах по горизонтали и в соседних по вертикали, что обеспечивает исключение погрешности в измерени х из-за неоднородности материала упругого элемента и при действующих нагрузках , сдвинутых относительно центральной оси.

Благодар  наличию конусной части 2 с прорез ми 3, служащей одновременно амортизатором упругого элемента, значительно

улучщаютс  метрологические характеристики датчика за счет более равномерного распределени  напр жени  внутри упругого элемента 1, что снижает упругие несовергиенства в нем, а цилиндрическа  жесткость

упругого элемента, создаваема  четырьм  приливами в верхней его части, жестко св занными с мембраной и силопередающим элементом, обеспечивает нечувствительность датчика к кратковременным боковым ударным нагрузкам, превышающим номинальные , сохран   при этом его работоспособность .

Claims (2)

1. Силоизмерительный датчик, содержащий корпус, упругий элемент с рабочей частью в виде полого цилиндра с жесткими участками на концах цилиндра, размещенный внутри корпуса и св занный с ним одним жестким участком через мембрану, а другим участком - жестко, и тензорезисторы , укрепленные на рабочей части упругого элемента, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности измерени  при кратковременных нагрузках, превышающих номинальные , в него введен Силопередающий

элемент с дополнительной мембраной, выполненный в виде установленного коаксиально упругому элементу сплощного цилиндра , один конец которого жестко св зан с одним жестким участком упругого элемента, а второй его конец св зан с корпусом через дополнительную мембрану, причем второй жесткий участок упругого эле.мента выполнен в виде усеченного конуса с прорез ми по образующей, а в верхней цилиндрической

части упругий элемент снабжен четырь.м  приливами, жестко св занными с мембраной и силопередающим элементом, под которыми размещены параллельными р дами тензорезисторы , при этом цилиндрическа  поверхность между этими р дами выполнена

с отверсти ми.

2. Датчик по п. 1, отличающийс  тем, что тензорезисторы включены в мостовую схему так, что тензорезисторы, размещенные в разных р дах по горизонтали и в соседних

по вертикали, включены в одно плечо измерительного моста последовательно.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 455253, кл. G 01 L 1/22, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 473913, кл. G 01 L 1/22, 1973 (прототип). Г2 6 Фг/г.З