Устройство для измерения усилий — SU 1030676 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А РЕТЕНИЯ ЕПЬСТВ ИЗМБРЕ- ий элеи ч а юышения нт имеет проти, перпластн ирована,го элемен стрелы е уст-0, 1. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИй(54) (57) УСтРОЙСтВО ДЛЯ НИЯ УСИЛИЙ, содержашее упруг мент с тензорезисторами, о т л ш е е с я тем,что, с целью пов чувствительности, упругий элеме в поперечном сечении Н-образный филь и изогнут по дуге в плоскос пенпнкулярной к его параллельным нам, поперечная пластина перфор причем радиус кривизны упруго та выбран таким, что отношение йачального прогиба к общей длин ройства находится в пределах О,1 1030Изобретение относится к измеритель-ной технике и может быть использовано,в частности, ддя измерения динамических и статистических усилий при цспы .таниях машин и механизмов, 5Известные устройства для измеренияусилий, содержащие упругий элемент ввиде пластины, на боковых сторонах которой размещены тензорезисторы, имеютзначительнуто погрешность измерения 10динамических усилий вследствие низкойпоперечной жесткости упругого элемента,способствующей возникновению поперечныхколебаний в процессе измерения Г 1 1,Наибодее близким к изобретешпо потехнической сущности и достигаемомурезультату является устройство, содержащее упругий элемент, выполпеппяЮ ввиде двух параллепыю расположенныхпластин, одна .пара ковшов которых жест- око соединена между собой, а другаяприкреплена к взаимно подвцжньы кронштейнам, и тензорезисторы, размещенные .на боковых сторонах упругого элемента 1 2Недостатки цзврстного устройства 25заключаются в сложности его конструкции,низкой чувствительности и бодьшой жесткости,Целью изобретения является повыше 1 печувствительности устройства. 30Укаэанная цель достигается тем, чтов устройстве для измерения усилий, содержащем упругий элемент с тензорезис 4торами, упругцй элемент имеет в поперечном сечении Н-образный профиль ц35изогнут по дуге в плоскости, перпендикулярной к его паралледьньь 1 пластинам,поперечная пластта перфорцрована, причем радиус кривизны упругого элементавыбран таким, что отношение стрелыначального прогиба к общей длине устройства находцтся в пределах 0,01-0,1,На фцг, 1 дано устройство, вцд сбоку; на фиг. 2 - сечение А-Л на фиг, 1,Устройство ддя измерения усилийсодержит упругий элемент 1, выполненийв виде двух паралдедьных изогнутых подуге пластин 2 и 3, соединенных междусобой стенкой 4, снабженной нерфзрацион.ными отверстиями 5, На концах упругогоэлемента 1 закреплены бобыщки 6 и 7,50а на его боковых сторонах - тензорезисторы 8 и 8, включаемые в полумостовуюилц мостовую схему. Пластины 2 и 3упругого элемента 1, соединенные стенкой 4, образуют в поперечном сеченциГ 1-образный профиль упругого элемента,При продольном нагружении датчика перемещение измеряемой точки воспринимается бобышкой 6, через которую воздействует на изогнутые по дуге пдас. тины 2 и 3 упругого элемента 1, опирающегося бобышкой 7 на неподвижное основание измерительного устройства, Перемещение бобьпдки 6 сопровождается увеличением кривизны пласщн 2 и 3, причем на поверхности пластины 2 воз никают напряжения сжатия, а на поверхности пластины 3 - напряжения растяжения, которые воспринимаются тензорезцсторами 8 и 9 соответственно и передаются на вход измерительного устройсты. Продольная стенка 4 препятствует сбдцжению пластин 2 и 3 между собой, что устраняет цскажения линейности характеристики датчика. Вместе с этим стенка 4 повышает поперечную жесткость упругого элемента 1, Влияние стенки 4 на напряжения в пластинах 2 и 3 от продольного изгиба сведено до минимума начичием перфорационных отверстий 5 без заметного снижения поперечной жесткости упругого элемента 1.Выполнение упругого элемента Н-образного профиля в поперечном сеченииобеспечивает получение максимальныхнапряжений растяжения и сжатия в местах расположения тензорезисторов 8 и 9на поверхностях пластин 2 и 3. Приувеличении ширины стенки 4 возрастаетразность напряжений, что способствуетповышению чувствительности устройства.Выбор радиуса кривизны по дугепластин упругого элемента определяетсяотношением стрелы исходного прогиба(Ь ) к общей длине устройства (а), т. е.чувствительность датчика зависит ототношения Ь/и . Исследования показали,что линейность характеристики датчикаобеспечивается при отношениях Ъ/с(впределах 0,01-0,1,При отношениях Ь/о(0,01 возрастаетжесткость датчика(так как его ось приближается к прямой) и чувствительность,однако резко нарушается линейность характеристики и отмечается нестабильностьвыходного сигнала.При отношениях Ь(о ) 0,1 значительно снижаются жесткость и чувствительность датчика, что приводит к снижению точности измерения устройством.10306764-АСоставитель В, Курбатова Редактор Л. фатипло Техред Т,фанта Корректор О, Ч 5 п ор Эвказ 8201/43 Тираж 873 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113038, Москва, Ж 38, Раушскан наб., д. 4/8филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектнан, 4