Numerical analysis of the elastic membrane element of a resistance strain gauge force sensor
Расчет мембранного упругого элемента тензорезисторного датчика силы

Н.Т. Гаврюшина, А.В. Непочатов, В.А. Годзиковский
2013 Proceedings of Higher Educational Institutions Маchine Building  
Задача производительного и точного взвешивания грузов, перевозимых на автомобильном и железнодорожном транспорте, остается актуальной и требует совершенствования специализированного весоизмерительного оборудования. В статье предложен новый подход, позволяющий рассчитать и спроектировать силоизмерительный мембранный упругий элемент датчика силы, применяемый в промышленных весах, современными методами компьютерного моделирования. Описаны причины погрешности датчика. Рассмотрена возможность
more » ... я нелинейности упругой характеристики и гистерезиса, обусловленные геометрической нелинейностью и сухим трением в опорах. Методами конечно-элементного моделирования определены рациональные геометрические параметры упругого элемента, позволяющие существенно снизить погрешности измерений. Результаты исследования внедрены в практику расчета и проектирования реальных конструкций. Ключевые слова: датчик силы, мембранный упругий элемент, компьютерное моделирование, упругая характеристика, погрешности измерения. Numerical analysis of the elastic membrane element of a resistance strain gauge force sensor N.T. Gavryushina, A.V. Nepochatov, V.A. Godzikovskiy The problem of efficient and accurate weighing of goods transported by road and rail remains urgent and requires improving specialized weighing equipment. This paper proposes a new approach to calculate and design the force measuring membrane of an industrial scale force sensor based on modern methods of computer simulation. The causes of sensor errors are discussed. The conditions for reducing the nonlinearity and hysteresis of elastic characteristics due to geometric nonlinearity and dry friction in bearings are analyzed. The finite element method is used to compute efficient geometrical parameters of the elastic element to significantly reduce the measurement error. The results of the study are implemented in the analysis and design of real structures.
doi:10.18698/0536-1044-2013-10-69-74 fatcat:24xaenxe55e45ocn7a6cqgafea