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Elektromagnetischer Dehnungsmesser
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schen Dehnungsmesser zu Messung der geringfügigen Längenänderungen, welche z. B. durch Materialspannungen, Temperaturänderungen u. dgl. verursacht werden.
Bei Dehnungsmessern gibt es eine ganze Reihe von Bauarten, von denen es wieder viele Sorten von elektrischen Dehnungsmessern gibt. Der allgemein bekannte Dehnungsmessstreifen wird am meisten benützt. Die Bauart des erfindungsgemä- ssen elektromagnetischen Dehnungsmessers ist, was den Gebrauch in der Messtechnik betrifft, am meisten diesem Tensometer ähnlich. Obzwar der Dehnungsmessstreifen auf den ersten Blick einfach zu sein scheint, ist die Herstellung desselben sehr schwierig und die durch denselben erzielten Ergebnisse hängen eben von seiner sorgfältigen Herstellung ab.
Ausserdem ist dieses Tensometer äu- sserst empfindlich, was seine Behandlung, die Temperatur- und F, euchtigkeitsänderungen sowie die Alterung, denen es ausgesetzt wird, anbelangt, und es hat noch den Nachteil, dass es nur einmal benützt werden kann, ohne dass die Möglichkeit, die Eigenschaften desselben durch eine Umeichung nachzuprüfen, besteht. Das eigentliche Messen wird mittels einer komplizierten und kost-
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pen von Dehnungsmessern sind entweder kompliziert, wobei die Messapparatur etwas einfacher ist, oder sie sind selbst zwar einfach, jedoch zum Nachteil der Messgenauigkeit und Gebrauchsallseitigkeit.
Der erfindungsgemässe Dehnungsmesser nützt die bekannte Erscheinung aus, dass das in einem durch einen elektrischen Wechselstrom zylindrisch magnetisierten ferromagnetischen Stab aufgebau- te magnetische Feld bei einer Torsionsbeanspruchung durch eine Längskomponente verzerrt wird.
In einer entsprechend angeordneten Aufnahmespule wird dann eine elektromotorische Kraft induziert, die der Torsionsbeanspruchung des Stabes proportional ist.
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magnetischer Dehnungsmesser, der aus einem ferromagnetischen Torsionskörper besteht, welcher durch den in einem Erregerstromkreis fliessenden Strom oder einen Dauermagneten zylindrisch magnetisiert ist und mit einer Aufnahmespule zur Bestimmung bei der Torsion durch die Verformung des magnetischen Feldes des Torsionskörpers entstehenden elektromotorischen Kraft versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionskörper an beiden Enden mit senkrecht zu seiner Achse verlaufenden Platten versehen ist, die abgewinkelte, parallel zur Achse des Tor- sionskörpers in einer Ebene liegende Fortsätze von dreieckiger Form besitzen, welche auf je einem Band aus elastischem,
widerstandsfähigem Material so angeordnet sind, dass die Platten senkrecht auf der durch die Bänder'bestimmten Ebene stehen, wobei an den Enden der Bänder zur Verbindung mit dem zu messenden Material je ein Fuss oder eine Schneide angeordnet ist.
Diese Überführung der Materialverformung in eine elektromotorische Kraft weist zum Unterschied von andern bekannten Arten die hervoi- tretende Eigenschaft auf, dass die elektromotorsche Kraft unter Mithilfe einer einfachen Erregungs- sowie Aufnahmevorrichtung erzielt wird, wobei die Anordnung frei von Zwischenstufe ist, welche Ungenauiigkeiten mit sich bringen und den Wirkungsgrad der Überführung beeinträchti- gen. Der Vergleich mit allen bisher bekannten Dehnungsmessern ergibt, dass der erfindungsgemässe Dehnungsmesser der genaueste ist und die mit seiner Hilfe durchgeführten Messungen als die einfachsten und daher billigsten anzusehen sind.
Der elektromagnetische Dehnungsmesser kann auf verschiedene Arten, die von seinem Gebrauch und der Grösse abhängig sind, ausgebildet sein. Als Beispiel ist eine der typischen Anordnungsarten schematisch in der Zeichnung dargestellt, wobei in Fig. 1 der Dehnungsmesser im Aufriss, quer durchschnitten, in Fig. 2 im Grundriss und in Fig. 3 im Seitenriss, ebenfalls geschnitten, veranschaulicht ist.
Der Dehnungsmesser besitzt zwei Platten 1, die aufrechtstehend, vermittels abgewinkelter Fortsätze l'von dreieckiger Form, auf je einem mit Fuss oder Schneide 2 versehenen Band aus elastischem, jedoch widerstandsfä-
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higem Material befestigt sind. Der rohrförmige Torsionskörper 4 verbindet beide Stirnflächen 1. Den Erregungsteil bildet die Spule 5, die durch und beidseits um den hohlen Torsionskörper geführt ist, und den Aufnahmeteil die Spule 6, die um den Trosionskörper herumgewickelt ist. Der Aufnahme- und Erregungsstromkreis können untereinander vertauscht werden. Der Erregungsstrom wird durch einen Strommesser überwacht und die Aufnahmespan- nung wird mit einem Spannungsmesser gemessen.
Das Messen mit diesem Dehnungsmesser wird so durchgeführt, dass die Füsse 2 desselben an das zu messende Material fest angesetzt werden.
Eine Verlängerung oder Verkürzung des Materia- les überträgt sich durch Vermittlung der als Gelenke wirkenden Bänder 3 auf die Platten 1 und dadurch auch auf den Torsionskörper 4. In diesem Torsionskörper 4 wird eine mehrseitig Beanspruchung, welche auch eine Torsionsbeanspruchung in sich schliesst, verursacht. Wenn durch den Erregungsstrom unter Mithilfe der Spule 5 im Torsionskörper 4 ein zylindrisches elektromagnetisches Feld geschaffen wird, dann wird dieses elektromagnetische Feld durch die Torsionsbeanspruchung so deformiert, dass eine der Grösse der Verdrehung proportionale Längskomponente auftritt. Diese erregt in der Aufnahmespule 6 eine mit dem Spannungsmesser gemessene elektromotorische Kraft, welche ebenfalls der Verdrehung des Torsionskörpers und damit der Materialbewegung proportional ist.
Der elektromagnetische Dehnungsmesser in dieser Anordnung dient zum Messen der Verformungen durch Zug- und Druckspannungen. Nach entsprechender Anpassung der Platten 1 kann man ihn auch zum Messen der Verformungen durch Schuhspannun. gen und daher auch zum Messen der Beanspruchung auf Biegung und Verdrehung benützen. Bei verschiedenem Wärmeausdehnungsvermögen des gemessenen Materiales und des Dehnungsmessers kann man entweder die jeweilige Temperatur messen, oder ist es notwendig, den Temperatureinfluss durch einen Ausgleichdehnungsmesser, ganz ähnlich wie bei den Dehnungsmessstreifen, zu beseitigen.
Der Dehnungsmesser dient in allen techs : - schen Zweigen zum Messen geringfügiger Längenänderungen, gleichgültig, ob diese durch Materialspannung, Wärmedehnung oder durch Bodenbewegung usw. verursacht werden.
So kann man diesen Dehnungsmesser vorteilhaft zur Messung der Verformungen von Talsperrendammkronen, der Bewegung von Gesteinen, insbesondere in Bergwerken, zum Messen der Grösse der Bergdrücke, zum Messen von Walzdrücken, zum Messen der Drücke von Bergbaumaschinen und andern Grossmaschinen auf das Fundament, zum Messen der Zugkraft von Ketten, zum Messen der Beanspruchung von Maschinenteilen an gefährdeten Stellen (als Sicherheitseinrichtung) usw. verwenden.
In allen diesen Fällen werden die Änderungen auf einfache und genaue Weise in eine elektromotorische Kraft überführt, welche mit einem Spannungsmesser ferngemessen und registriert werden kann, oder welche ein Sicherheitsrelais einschaltet u. dgl.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der einfachen Apparatur, welche ohne elektronische Hilfsmittel arbeiten kann.