RU1830468C - Load measuring device - Google Patents

Abstract

Использование: дл  измерени  сжимающих нагрузок, мен ющихс  в широком диапазоне , при работе конструкций в услови х высоких температур и воздействи  агрессивных рабочих сред. Сущность изобретени : устройство содержит кожухе размещенным внутри него упругим элементом, на боковой поверхности которого установлены тензорезисторы, две термопары, а упругий элемент выполнен в виде сплошного диска с криволинейными торцовыми поверхност ми , центральна  часть которого больше по высоте, чем его периферийна  часть, а на торцовых плоскост х диска находитс  антифрикционное покрытие. 2 ил.Usage: for measuring compressive loads varying over a wide range, when structures are operated at high temperatures and exposed to aggressive working environments. SUMMARY OF THE INVENTION: the device comprises a casing of an elastic element placed inside it, strain gauges, two thermocouples are installed on its lateral surface, and the elastic element is made in the form of a continuous disk with curved end surfaces, the central part of which is greater in height than its peripheral part, and The end faces of the disc are coated with anti-friction. 2 ill.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и- может быть использовано дл  измерени  сжимающих нагрузок, мен ющихс  в широком диапазоне (от нескольких килоньютонов до нескольких сотен кило- ньютонов), при работе конструкций в услови х высоких температур и воздействи  агрессивных рабочих сред (например, опорные реакции в турбинах тепловых и атомных электростанций).The invention relates to measuring technique and can be used to measure compressive loads varying over a wide range (from several kilonewtons to several hundred kilonewtons), when the structures are operated at high temperatures and exposed to aggressive working environments (for example, support reactions in turbines of thermal and nuclear power plants).

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  больших величин нагрузок и надежности работы.The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring large loads and reliability.

На торцовые плоскости кожуха также нанесен слой антифрикционной пасты, что нар ду с указанными выше конструктивными решени ми значительно снижает вли ние сдвига полостей контакта между телами и кожухами на точность измерени  сжимающих нагрузок.A layer of anti-friction paste is also applied to the end planes of the casing, which, along with the above-mentioned structural solutions, significantly reduces the effect of the shift of the contact cavities between the bodies and the casing on the accuracy of measuring compressive loads.

На фиг,1 представлен разрез предлага емого устройства; на фиг.2 - вид сверху на указанное устройство при сн той крышкеFig. 1 is a sectional view of the proposed device; figure 2 is a top view of the specified device with the cover removed

кожуха с указанием мест установки тензорезисторов и термопар.a casing indicating the installation locations of strain gauges and thermocouples.

Устройство дл  измерени  нагрузок содержит сплошной диск 1, центральна  часть которого имеет большую высоту, чем периферийна . Диск 1 выполнен из высокопрочной нержавеющей стали, что позвол ет его центральной части воспринимать весьма значительные осевые нагрузки. На боковой поверхности периферийной части диска выполнены шесть, равномерно расположенных по окружности, пазов 2 в виде открытых полуцилиндров.The load measuring device comprises a solid disk 1, the central part of which has a greater height than the peripheral one. The disk 1 is made of high strength stainless steel, which allows its central part to absorb very significant axial loads. On the lateral surface of the peripheral part of the disk there are six grooves 2, uniformly spaced around the circumference, in the form of open half cylinders.

В каждом из пазов 2 в местах, указанных на фиг.2, размещены высокотемпературные тензорезисторы 3 и термопары 4.In each of the grooves 2 in the places indicated in figure 2, high-temperature strain gauges 3 and thermocouples 4 are placed.

Наличие термопар 4 позвол ет определить температуру в месте установки тензо- резистора и оценить температурную поправку выходного сигнала.The presence of thermocouples 4 makes it possible to determine the temperature at the installation site of the strain gauge and to evaluate the temperature correction of the output signal.

Таким образом, предлагаемое устройство  вл етс  одновременно датчиком нагрузок и датчиком температур.Thus, the proposed device is both a load sensor and a temperature sensor.

ЪB

kk

0000

0000

gg

оabout

0000

Диск 1 с установленный тензорезисто- рами 3 и термопарами 4 помещен в кожух, состо щий из двух частей: крышки 5 и стакана 6, соединенных при помощи резьбы со слоем герметика. После сборки внутренн   полость кож,ха заполн етс  инертным газом .The disk 1 with the installed strain gauges 3 and thermocouples 4 is placed in a casing consisting of two parts: a cover 5 and a glass 6, connected by a thread to a layer of sealant. After assembly, the internal cavity of the skin, ha, is filled with an inert gas.

К крышке кожуха приварены две трубки 9. в каждой их которых размещены измерительные провода 10 от трех тензорезисто- ров и одной термопары.Two tubes 9 are welded to the cover of the casing. In each of them there are measuring wires 10 from three strain gauges and one thermocouple.

Устройство дл  измерени  устанавливают между плоскост ми двух тел дл  измерени  сил сжати  между ними.A measuring device is installed between the planes of two bodies to measure the compressive forces between them.

Устройство дл  измерени  сил сжати  между двум  телами работает следующим образом.A device for measuring the compressive forces between two bodies operates as follows.

Силы сжати  между телами через крышку 5 и стакан 6 кожуха передаютс  на центральную часть диска 1, в которой вызывают деформации сжати  в осевом направлении. Эти деформации преобразуютс  в попереч- ные.в результате чего на боковой поверхности периферийной части диска возникают напр жени  к окружном направлении.The compressive forces between the bodies through the cover 5 and the cup 6 of the casing are transmitted to the central part of the disk 1, which causes compression deformations in the axial direction. These deformations are transverse. As a result, stresses arise in the circumferential direction on the lateral surface of the peripheral part of the disk.

Пазы 2 в виде полуцилиндра, выполненные на боковой поверхности периферийной части диска 1. создают концентрацию окружных напр жений. Half-cylinder grooves 2 made on the lateral surface of the peripheral part of the disk 1. create a concentration of circumferential stresses.

Установка диска с высокотемпературными тензорезисторами и термопарами в кожух и обеспечение герметичности его внутренней полости, заполненной инертным газом, позвол ет повысить надежность работы устройства и точность измерений в случае работы конструкции при высокихInstalling a disk with high-temperature strain gauges and thermocouples in the casing and ensuring the tightness of its internal cavity filled with an inert gas allows to increase the reliability of the device and the measurement accuracy in the case of construction at high

температурах и воздействии агрессивных сред.temperatures and exposure to aggressive media.

Конструкци  предлагаемого устройства дл  измерени  нагрузок обеспечивает посто нство интегральной величины выходного сигнала, получаемого со всех тен- зорезисторов, при малых ограничени х на отклонение от взаимной параллельности плоскостей контакта. 0The design of the proposed device for measuring loads provides a constant integral value of the output signal received from all tensoresistors, with small restrictions on the deviation from the mutual parallelism of the contact planes. 0

Ф о р м у л а и з о б рг е т е н и   Устройство дл  измерени  нагрузок, содержащее кожух с размещенным внутри него упругим элементом, на боковой повер- 5 хности которого установлены тензорезисто- ры, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений больших величин нргрузок и надежности в работе, в него ведены по крайней мере две термоп.а- 0 ры, упругий элемент выполнен в виде сплошного диска с криволинейными торцевыми поверхност ми, центральна  часть ко- торого больше по высоте, чем его периферийна  часть, а на торцевых плоско- 5 ст х диска находитс  антифрикционное покрытие , при этом в боковой поверхности диска равномерно по окружности выполнены пазы в виде открытых полуцилиндров, в центре образующих которых установлены 0 тензорезисторы, кожух заполнен инертным газом и состоит из двух частей, св занных между собой посредством резьбового соединени  со слоем герметика, а тензорезисторы выполнены высокотемпературными. 5 причем термопары размещены на образующих открытых полуцилиндров.Formula A device for measuring loads, comprising a casing with an elastic element placed inside it, on the lateral surface of which strain gages are installed, characterized in that, for the purpose of to increase the accuracy of measurements of large loads and reliability in operation, at least two thermocouples are brought into it, the elastic element is made in the form of a continuous disk with curved end surfaces, the central part of which is larger in height than its peripheral part, and on the end plane 5 st x dis as there is an antifriction coating, while in the side surface of the disk grooves are made evenly in the form of open half cylinders, in the center of the generators of which there are 0 strain gauges, the casing is filled with inert gas and consists of two parts connected by a threaded connection to the sealant layer, and strain gauges are made of high temperature. 5 wherein thermocouples are placed on the generators of the open half cylinders.

1010

3 33 3

55

toto

жwell

/т / t

f361f361

II