کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7180713 1467845 2016 16 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A high-resolution and large force-range load cell by means of nonlinear cantilever beams
ترجمه فارسی عنوان
یک سلول بار با وضوح بالا و بزرگ با استفاده از پرتوهای کانال غیر خطی
کلمات کلیدی
سلول غیرخطی بار، کیفیت بالا، کانتینر
ترجمه چکیده
در این مقاله، یک سلول بارگیری سخت افزاری غیر خطی با وضوح بالا (توانایی تشخیص تغییرات 1٪ در نیروی) که می تواند بیش از یک محدوده نیروی بزرگ (5 مرتبه قدرتی) عمل کند، و نشان دهنده حداقل هیسترزیز و حفاظت هندسی درونی از نیروی بیش از حد. ماهیت سختی سلول بار باعث انحراف و کرنش خود را به نیروهای کوچک بسیار حساس می کند و کمتر به نیروهای بزرگ حساس است. سفتی بالا در نیروهای بالا مانع از بارگذاری سلول از بیش از حد است. ما به طور فیزیکی از چشمه های غیر خطی با پرتو های کانتینری پیاده سازی می کنیم که به طور فزاینده ای با استفاده از نیروی بیشتری اعمال می شود با سطوح سفت و سخت با انحناهای با دقت انتخاب شده. ما عملکرد تحلیلی سلول بار را به صورت تابع پارامترهای هندسی و مادی آن توصیف می کنیم. ما همچنین یک روش برای ساخت یک جزء مکانیکی از سلول بار را از یک قسمت یکپارچه ارائه می دهیم که هیسترزیزه و هزینه های مونتاژ را کاهش می دهد. ما آزمایشی تئوری را برای دو بار بار با دو مجموعه مختلف پارامترها بررسی می کنیم.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی صنعتی و تولید
چکیده انگلیسی
In the present work, we describe a nonlinear stiffening load cell with high resolution (the ability to detect 1% changes in the force) that can function over a large force range (5 orders of magnitude), and exhibit minimal hysteresis and intrinsic geometric protection from force overload. The stiffening nature of the load cell causes its deflection and strain to be very sensitive to small forces and less sensitive to large forces. High stiffness at high forces prevents the load cell from over-straining. We physically implement the nonlinear springs with cantilever beams that increasingly contact rigid surfaces with carefully chosen curvatures as more force is applied. We analytically describe the performance of the load cell as a function of its geometric and material parameters. We also describe a method for manufacturing the mechanical component of the load cell out of one monolithic part, which decreases hysteresis and assembly costs. We experimentally verify the theory for two load cells with two different sets of parameters.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Precision Engineering - Volume 43, January 2016, Pages 241-256
نویسندگان
, , ,