Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб вимірювання сили, заснований на об'єднанні вихідних сигналів декількох силовимірювальних комірок, який відрізняється тим, що повний діапазон вимірювання сили розподіляють на піддіапазони в залежності від необхідної точності вимірювання, для кожного піддіапазону розраховують окрему силовимірювальну комірку, всі силовимірювальні комірки навантажують одночасно, а при перевищенні силою верхньої границі піддіапазону такий піддіапазон блокують і кінцевий результат вимірювання сили обчислюють по вихідним сигналам незаблокованих піддіапазонів з їх ваговими коефіцієнтами.

Текст

Спосіб вимірювання сили, заснований на об'єднанні вихідних сигналів декількох силовимі 3 рювання, для кожного піддіапазону розраховують окрему силовимірювальну комірку, усі силовимірювальні комірки навантажують одночасно, а при перевищенні силою верхньої границі піддіапазону такий піддіапазон блокують і кінцевий результат вимірювання сили обчислюють по вихідним сигналам незаблокованих піддіапазонів з їх ваговими коефіцієнтами. Основними факторами, які викликають похибки вимірювання сили з використанням принципу деформаційного перетворення (сила - деформація - сигнал) є ефекти релаксації, гістерезису, повзучості і нелінійності, присутність яких не дозволяє вимірювати з високою точністю як малі, так і великі сили за допомогою одного пружного елемента. Пропонується розділити повний діапазон вимірювання сили на декілька піддіапазонів і для кожного піддіапазону розрахувати окрему силовимірювальну комірку. Якщо вимірюється мала сила (на початку діапазону), то головним інформаційним сигналом є вихідний сигнал комірки з малою границею вимірювання, а інформаційні сигнали інших силовимірювальних комірок використовують як допоміжні. Для запобігання перевантаження комірки у випадку, коли сила перевищує граничне значення для піддіапазону, підключають допоміжні заходи захисту від перевантаження і відповідний піддіапазон блокують так, що його вихідний сигнал далі не змінюється і не враховується для кінцевого результату вимірювання. Вихідні сигнали силовимірювальних комірок усіх незаблокованих піддіапазонів враховують для визначення точного результату вимірювання сили шляхом застосування відповідного алгоритму вагової обробки сигналів. У пристрої для вимірювання сили, що містить силовимірювальні комірки з пружним силовимірювальним елементом, захисною рамою та перехідним елементом для кожного піддіапазону, згідно з винаходом для кожної силовимірювальної комірки вузол підводу сили жорстко закріплений на захисній рамі, пружний силовимірювальний елемент жорстко з'єднаний однією силовхідною частиною з захисною рамою, а другою - через вузол з'єднання з пружним силовим елементом, який має форму двостороннього зрізаного конусу, вихідна частина якого через перехідний елемент з'єднана з вузлом підводу сили наступної силовимірювальної комірки, і кожна захисна рама має регулювальну гайку для настроювання комірки відповідного піддіапазону на його верхню границю вимірювання. 67133 4 Одним з варіантів реалізації запропонованого способу є пристрій для вимірювання сили, схема якого наведена на кресленні. Пристрій для вимірювання сили складається з окремих силовимірювальних комірок піддіапазонів 1, кожна з яких містить вузол підводу сили 2, який закріплений на зовнішній стороні захисної рами 3. На внутрішній стороні захисної рами 3 жорстко закріплений пружний силовимірювальний елемент 4, який через вузол з'єднання 5 скріплений з пружним силовим елементом 6 у формі двостороннього зрізаного конусу, друга частина якого закріплена на перехідному елементі 7. Стрижень перехідного елемента 7 крізь регулювальну гайку 8 з'єднаний з вузлом підводу сили 2 наступної силовимірювальної комірки 1. Силовимірювальні комірки 1 для усіх піддіапазонів однакові за конструкцією і відрізняються жорсткістю пружного силовимірювального елемента 4 та пружного силового елемента 6, за допомогою яких реалізують потрібне значення верхньої границі піддіапазону. Для підключення пристрою до сили, що вимірюється, використовують рим-гайку 9 та рим-болт 10. Спосіб реалізують у запропонованому пристрої наступним чином. До рим-гайки 9 і рим-болта 10 підводять вимірювальну силу розтягування, що призводить до деформації пружного силовимірювального елемента 4 та пружного силового елемента 6. За допомогою регулювальної гайки 8 регулюють зазор S між поверхнею перехідного елемента 7 та поверхнею регулювальної гайки 8. Зазор S вибирають таким, щоб для верхньої границі піддіапазону вимірювання сили деформація пружного силового елемента 6 зрівнювалась з величиною зазору S, а пружний силовимірювальний елемент 4 таким чином відокремлювався при подальшому збільшенні сили. Коли вимірювальна сила досягне верхньої границі піддіапазону, зазор S зменшиться до нуля і поверхня перехідного елемента 7 з'єднається з поверхнею регулювальної гайки 8, а подальше деформування пружного силовимірювального елемента 4 та пружного силового елемента 6 припиниться. Таким чином силовимірювальна комірка 1 блокується, а вимірювальна сила передається на наступні силовимірювальні комірки 1 за допомогою захисної рами 3. Для наступного піддіапазону схема функціонування елементів силовимірювальної комірки 1 повторюється. Таким чином силу вимірюють від найменшої границі першого піддіапазону до найбільшої границі всього діапазону, чим забезпечується висока точність вимірювання. 5 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 67133 6 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for measurement of force

Автори англійською

Kuzmenko Yana Volodymyrivna, Leonov Heorhii Illich, Naumenko Oleksandr Markovych, Chebrykina Tamara Valentynivna

Назва патенту російською

Способ измерения силы

Автори російською

Кузьменко Яна Владимировна, Леонов Георгий Ильич, Науменко Александр Маркович, Чебикина Тамара Валентиновна

МПК / Мітки

МПК: G01L 1/22

Мітки: сили, вимірювання, спосіб

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/3-67133-sposib-vimiryuvannya-sili.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб вимірювання сили</a>

Подібні патенти