< Serge77 - Моя ракетная мастерская >

Упругий элемент типа «камертон»

В основе большинства конструкций тягоизмерительных стендов или весов лежит связка упругого элемента, который предсказуемо деформируется под действием нагрузки, и датчика, измеряющего эту деформацию. Одним из доступных и, как оказалось, удобным в работе упругим элементом является вилка, или «камертон». Можно использовать и настоящий камертон, без кавычек. Первый вариант можно изготовить фрезерованием цельного бруска металла, а второй - изгибом полосы.

Рис. 1

Рис. 2

Прогиб плеча камертона расчитывается по формуле для балки с закреплённым концом (нужно помнить, что прогибаются оба плеча, поэтому сближение концов камертона вдвое больше расчитанного прогиба). Длина балки измеряется по красной линии, стрелками обозначены точки приложения изгибающего усилия. Для удобства расчёта я сделал табличку Excel. При выборе диапазона измеряемых усилий нужно следить, чтобы расчитанное напряжение в металле не превышало предел пластической деформации, а лучше чтобы было заметно меньше его.

Готовые вилки разного размера можно найти на базаре в разделе такелажного оборудования:

С помощью грузов я проверил, соответствует ли расчёт реальному прогибу:

При такой калибровке важно, чтобы нижнее плечо опиралось о подставку не всей площадью, а только в одной точке. Для этого между камертоном и деревянным бруском проложена металлическая полоска.

Оказалось, соответствие теории и практики очень хорошее (зелёные точки - экспериментальные, красные - расчётные):

На основе этого упругого элемента можно сделать конденсаторный датчик:

Можно использовать датчик LVDT:

Я сделал стенд на основе датчика Холла.

10.03.2010 Serge77