устройство для измерения нагрузок

Формула изобретения

Устройство для измерения усилий, содержащее два кольцевых силовоспринимающих элемента, между которыми размещен упругий элемент из токоизолированной тензочувствительной проволоки, отличающееся тем, что упругий элемент выполнен из секций токоизолированной тензопроволоки, а на контактирующей поверхности одного из силовоспринимающих элементов выполнены противоположно симметричные пазы глубиной больше диаметра тензочувствительной проволоки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам, предназначенным для измерения нагрузок в различных кинематических цепях и силопередающих звеньях, не допускающих существенного увеличения длины цепи или звена.

Известно устройство для измерения нагрузок, содержащее выполненный в виде тора кольцевой упругий элемент, установленный между двумя силовыми элементами кольцевой формы. Нагрузка на кольце передается с помощью шариков, что обеспечивает постоянство вида контакта (точечный) при изменении нагрузки и, как следствие, улучшает линейность и точность устройства (заявка Великобритании 2126357, G 01 L 1/22, 1984 г.).

Недостатком этого устройства является недостаточная точность, а также большая высота его в направлении действия силы, поскольку она не может быть меньше, чем сумма двух диаметров шариков и диаметра сечения тора. Уменьшение высоты устройства невозможно, так как эти два размера выбираются в зависимости от заданного предела измерения устройства для измерения нагрузок.

Наиболее близким (прототипом) по технической сущности к предлагаемому изобретению является патент России 2010192 от 30.03.94 года (G 01 L 1/22).

Согласно этому патенту устройство для измерения нагрузок содержит два кольцевых силовоспринимающих элемента, между которыми размещен упругий элемент в виде витка (одной секции) токоизолированной тензопроволоки.

Недостатками этого устройства являются высокая аддитивная температурная погрешность и малая чувствительность.

Целью предлагаемого изобретения является уменьшение аддитивной температурной погрешности и увеличение чувствительности.

Цель достигается тем, что в датчике, содержащем кольцевые силовоспринимающие элементы толщиной не менее толщины проволоки, между которыми размещен упругий элемент, который выполнен из разомкнутых секций токоизолированной тензопроволоки, в одном из силовоспринимающих элементов на контактирующей поверхности выполнены противоположно симметричные пазы глубиной более диаметра токоизолированной тензопроволоки.

Выполнение упругого элемента из разомкнутых секций позволяет включать токоизолированную тензопроволоку в измерительную цепь (например, в мостовую измерительную цепь).

Расположение разомкнутых секций из изолированной тензочувствительной проволоки между плоскими кольцами, на контактирующей поверхности одного из которых выполнены противоположно симметричные пазы, обеспечивает силовой контакт по всей длине противоположных секций и деформирование ее без изменения вида контакта во всем диапазоне нагрузок, что обеспечивает работу секций, другие секции деформированию не подвергаются.

На фиг. 1 представлена конструкция устройства для измерения нагрузок; на фиг. 2 - ее составные части в плане.

Устройство для измерения нагрузок состоит из верхнего 1 и нижнего 2 кольцевых cиловоспринимающих элементов - плоских колец, между которыми установлены секции токоизолированной тензочувствительной проволоки 3.

Устройство для измерения нагрузок содержит кольцевые силовоспринимающие элементы толщиной не менее толщины проволоки, между которыми размещен упругий элемент, который выполнен из секций токоизолированной тензочувствительной проволоки.

Крепление плоских колец между собой может осуществляться любым способом, обеспечивающим их относительное перемещение по вертикали. Одним из способов является применение клеевого электроизоляционного соединения.

Устройство для измерения нагрузок работает следующим образом.

При приложении сжимающей, paвномерно распределенной нагрузки к плоским кольцам происходит деформирование секций тензочувствительной проволоки по всей ее длине. В результате этого тензочувствительная проволока секций подвергается всестороннему сжатию и происходит увеличение ее сопротивления. При уменьшении нагрузки происходит разгружение тензочувствительной проволоки, приводящее к уменьшению ее сопротивления. Величина изменения электрического сопротивления тензочувствительной проволоки является мерой приложения нагрузки, не превышающей упругую деформацию. Две упругие секции не деформируются при приложении нагрузки или при ее снятии.

Включение устройства в мостовую измерительную цепь так, чтобы деформированные секции составляли два противоположных плеча, а две другие недеформированные секции - два других плеча, позволит получить больший выходной сигнал датчика (чувствительность) и уменьшить аддитивную температурную погрешность, так как все секции (все плечи мостовой измерительной цепи) выполнены из одинаковой тензочувствительной проволоки (с одинаковым температурным коэффициентом сопротивления), что приводит к аддитивной температурной погрешности, стремящейся к нулю.