Преобразователи силы.

Можно представить бесконечное множество конструктивных форм упругих элементов, но их можно объединить в три основные группы.

а) стержень б) трубка в) плита

а) Стержень имеет достоинства: простота изготовления, можно достичь высокого класса точности геометрических размеров, чистоты поверхности, обеспечить высокие пределы измерения.

Недостатки: малая величина перемещения, поэтому их применяют только в тензорезисторных датчиках; большие деформации при паразитных нагрузках, поэтому стержни обычно используют с селекторами; ограниченность чувствительности.

б) Трубка. Для увеличения чувствительности стержень выполняют полым, в виде цилиндра. Это позволяет уменьшить габариты и массу датчика. Толщина стенки трубки ограничена возможностью ее изготовления. Кроме того при тонких стенках жесткость цилиндра становится соизмеримой с жесткостью наклеиваемого тензорезистора, образующейся за счет клеевого слоя, изоляционный прокладки и является нестабильной. Преимуществом является относительно большая жесткость по отношению к паразитным нагрузкам, поэтому в большинстве случаев нет необходимости в селекторах. Из-за сравнительно больших силовоспринимающих поверхностей уже при средних требованиях к точности необходимы распределители. Но по технологическим соображениям они не могут быть объединены с упругим элементом, поэтому принцип целостности конструкции не может быть реализован.

Подходят для большинства типов преобразователей. Недостатком является большой номинальный ход и значительные поперечные размеры. Консольные балки равного сечения(А) и равного сопротивления(Б).

А Б

Достоинства: высокая чувствительность, позволяют получить большие перемещения, а деформации сжатия и растяжения у них строго одинаковы.

Недостатки: трудность фиксации точки приложения, точка приложения силы движется по дуге то есть изменяет координаты.

Их применяют при небольших усилиях до 50 Н.

А Б

В - упругие элементы в виде кольца:

Достоинства: большие упругие перемещения, высокая чувствительность (применяют до 10 Н), четыре зоны деформации, в которых одинаковые условия для размещения тензорезисторов.

Недостатки: неравномерное распределение напряжений в зонах деформаций, менее технологичны.

Подходят прежде всего в сочетании с тензорезисторами, легко получается разностная схема, малые объемы. Недостаток: дорогое изготовление.

Скручиваемые элементы

Сдвиговый упругий элемент. Свойства аналогичны свойствам консольной балки.

Втулка со сдвиговым напряжением. Изменяются координаты точки приложения силы, но при правильном размещении преобразователя это не имеет значения.