SU976310A1 - Force pickup - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к технике .измерени  сил в статических услови х.This invention relates to a technique for measuring forces under static conditions.

Известен датчик, состо щий из линзового резонатора, выполненного в виде перемычки в пьезокварцевом. цилиндре, заполненном гелием и закрытым крышкой из пьезокварца, основанный на преобразовании измер емого параметра в частоту генерации путем всестороннего сжати  пьезокварцевого цилиндра, внутри которого находитс  чувствительный элемент ClJ.A sensor is known, consisting of a lens resonator made in the form of a jumper in a piezo-quartz crystal. a cylinder filled with helium and a closed lid of piezoquartz, based on the conversion of the measured parameter to the generation frequency by compressing the piezoquartz cylinder, inside which is a sensitive element ClJ.

Недостатком этого датчика  вл етс  то, что динамический диапазон датчика ограничен предельными прочностны.ми свойствами резонатора.The disadvantage of this sensor is that the dynamic range of the sensor is limited by the limiting strength properties of the resonator.

Наиболее близким к изобретению по технической су11ности  вл етс  устройство дл  измерени  усилий, содержащее пьезовибратор, подключенный к генератору переменного напр жени , пьезоприемник, выход которого подключен к измерительному прибору , и защемленную мембрану, в центре которой с одной стороны прикреплен ,пьезовибратор, с другой - пьезоприеммик 21 .The closest to the invention in terms of technical importance is a device for measuring forces, containing a piezo vibrator connected to an alternating voltage generator, a piezo receiver, the output of which is connected to a measuring device, and a clamped membrane, in the center of which is attached on one side, a piezo vibrator, on the other Piezo Rectifier 21.

Недостатком известного устройства  вл етс  малый динамический диапазон измер емых величин.A disadvantage of the known device is the small dynamic range of measured values.

Цель изобретени  - расширение диапазона измерени  .The purpose of the invention is to expand the measurement range.

Указанна  цель достигаетс  тем, This goal is achieved by

10 что в датчике силы, содержащем защемленный пьезоэлектрический резонатор изгибных колебаний, защемление выполнено в виде двух шаровых опор, 10 that in the force sensor containing a clamped piezoelectric resonator of flexural vibrations, the clamping is made in the form of two ball bearings,

15 сопр женных с противоположными поверхност ми резонатора в одном поперечном сё ении и св занных с силоввод щими рычагами, причем/центры вращени  шаровых опор соединены между 15 cavities conjugated with opposite surfaces in one transverse section and connected with power levers, with the centers of rotation of the ball bearings being connected between

20 собой жесткой св зью.20 is tightly coupled.

Claims (2)

На фиг.1 дана конструкци  датчика силы; на фиг.2 - конструкци  резонатора изгибных колебаний. 39 Датчик силы состоит из резонатора 1, двух фиксирующих планок 2, закрепленных по ос м шаровых опор 3. Пьезокварцевый резонатор 1 подключен к ге нератору k. Силоввод щие рычаги 5 соединены с шаровыми опорами 3 и св заны между собой пружиной 6. Датчик работает следуюижм образом Измер ема  сила Р приводит к сближению рычагов 6, и шаровые опоры 3 поворачиваютс , перемеща  кварцевый резонатор 1 вглубь датчика . Частота колебаний кварцевого резонатора колебаний определ етс  его длиной измерение которой в процессе воздействи  силы приводит к изменению частоты колебаний, посто нство рассто ни  между точками касани  шаровых опор 3 с кварцевым резонатором 1 обеспечивает посто нное усилие сжати  резонатора 1 независимо от величины воздействующей силы. При этом расшир етс  диапазон измер емых величин, который в данном случае ограничиваетс  предельными возможност ми не квapцeвoгd резонатора, работающего на сжатие или раст жение а более прочного материала рычагов 5 и пружины 6. 0 Таким образом, предложенна  кон .ЬтрукциЯ датчика силы позвол ет зна чительно расширить диапазон измер емых величин без разбиени  всего интервала силы на поддиапазоны, что уменьшает требуемую номенклатуру типоразмера датчиков. Формула изобретени  Датчик силы, содержащий защемленный пьезоэлектрический резонатор изгибных колебаний, отличающ и и с   тем, что,с целью расширени  диапазона измерени , защемление выполнено в виде двух шаровых опор, сопр женных с противоположными поверхност ми резонатора в одном его поперечном.сечении и св занных с силоввод щими рычагами, причем центры вращени  шаровых опор соединены между собой жесткой св зью. Источники информацииJ прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент США № .3617780,1 кл.73-1 1, опублик. 26.10.67. . Figure 1 shows the design of the force sensor; Fig. 2 illustrates the structure of a bending vibration resonator. 39 The force sensor consists of a resonator 1, two locking strips 2, fixed along the axes of the ball bearings 3. The piezoquartz resonator 1 is connected to the generator k. The guiding arms 5 are connected to the ball bearings 3 and are interconnected by a spring 6. The sensor works as follows. Measuring force P causes the arms 6 to come closer together, and the ball bearings 3 turn, moving the quartz resonator 1 into the depth of the sensor. The oscillation frequency of the quartz resonator oscillations is determined by its length, the measurement of which during the action of a force leads to a change in the oscillation frequency, the constant distance between the points of contact of the ball bearings 3 with the quartz resonator 1 provides a constant compressive force of the resonator 1 regardless of the magnitude of the acting force. At the same time, the range of measurable quantities expands, which in this case is limited by the limiting possibilities of a not quartz resonator working in compression or stretching of the more durable material of the levers 5 and the spring 6. Thus, the proposed control of the force sensor allows to expand the range of measured values without dividing the entire range of forces into subranges, which reduces the required range of sensor sizes. The invention of the force sensor containing a clamped piezoelectric resonator of flexural vibrations, is also distinguished by the fact that, in order to expand the measurement range, the clamping is made in the form of two ball joints, coupled with opposite surfaces of the resonator in one of its cross sections and connected with power levers, the centers of rotation of the ball bearings are interconnected by a rigid bond. Sources of information taken into account in the examination 1. US Patent No. .3617780.1 cl. 73-1 1, published. 10.26.67. . 2. АвГйрское свидетельство СССР S 466412 опублик. 12.01 .73 (прототип ).2. Avygyr certificate USSR S 466412 published. 12.01 .73 (prototype). { .{. ьs ТT -т-t 9/63109/6310