CH401531A - Vorrichtung zum Messen einer physikalischen Grösse - Google Patents

Vorrichtung zum Messen einer physikalischen Grösse

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CH401531A
CH401531A CH555161A CH555161A CH401531A CH 401531 A CH401531 A CH 401531A CH 555161 A CH555161 A CH 555161A CH 555161 A CH555161 A CH 555161A CH 401531 A CH401531 A CH 401531A
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magnetization
windings
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CH555161A
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Werner Ohlsson Olof
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Svenska Tandsticks Aktiebolage
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Description


  



  Vorrichtung zum Messen einer physikalischen   Grosse       D*,    c Erfindung bezicht sich allgemein auf eine Vorrichtung zum Messen einer physikalischen    Grosse.



   Die Vorrichtung. umfasst wen. igs. tems ! einen Geber    aus ferromagnetischem Material, der beim Messen von einer von der zu messenden Grösse abh ändigen mechanischen Belastung beeinflusst oder dieser aus  jgesetzt    wird, und wengistens zwei Paar Öffnungen hat, wobei wenigstens ein Teil des Gebers von einem Paar Wicklungen umschlossen ist, von denen die eine   'veine    Magnetisierungswicklung ist, die durch eines der genannten Öffnungspaare hindurchgeht und an eine   Spaanmu,    ngsquelle angeschlossen ist, w ährend die andere eine Messwichklung ist, die durch eine anderes der Öffnungspaare hindurchgeht und an ein Messinstrument angeschlossen ist,

   wobei der magnetische Fluss der Magnetisierungswicklung in dem Geber von der mechanischen Belastung in Abhängigkeit vom Wert der   gemisssenen    physikalischen Grösse infolge des magnetostniktiven Effekts verzerrt wird.



   Der er Hauptzweck der Erfindung ist, eine sehr e, mpfindlich Messvorrichtung der oben angegebenen Art zu schaffen, bei welcher vorzugsweise die in der   Masswicklung    induzierte Spannung fast vollständig linear mit dem Wert der gemessenen Grösse zunimmt, und zwar auch dann, wenn der Anfangswert der   gekannten      Grossis      lunld    die   bemm    Messen   au. ftref-    fende mechanische Belastung des Messkörpers inner  hlallb      de ! S    betreffenden Messbereiches in der N ähe von   Nwll    Liegt.



   Die Messvorrichtung gem äss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierungsund Messwicklungen nebeneinander und in einem denar. tigen Abstand voreinander gelegen sind, dass ein Teil des von der Magnetisierungsweicklung im   Messkörpef    induzierten magnetischen Flusses sich   durci.    das magnetische Material, das zwischen den   Öffnungspaaren    des Gebers liegt, schliesst, ohne durch dien Messwicklung gleichzeitig hindurchzugeher, w ährend ein anderer Teil des Flusses sich gleichzeitig durch die Messwicklung schliesst, unabhängig   , slavon,    ob der   Geber der tnechamsohen. Belastucg    ausgesetzt oder von derselben beeinflusst ist, oder   nichet.   



   In den beiliegenden Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.



   Fig. 1 und 2 zeigen das verwendete Messprinzip, angewandt an einem mechanisch unbelasteten bzw. einem belasteten Messkörper aus magnetischem   Matef. M.   



   Fig. 3 bis 8 venanschaulichen Messvorrichtungen    gamäss weiterem Aiuisfijhnunigsformen der Erfindung,    wobei, die genannten Messvorrichtungen neben einem Maschinenteil oder dergleichen aus magnetischem Material angebnacht sind.   



   Fig. 9 ist ein Sohaltsohema für ein an ! di) e Mess-    vorrichtung angeschlossenes Instrument zum Indizieren der in der Messwicklung induzierten Spannung.



   Fig 10, ist eine Seitenansicht einer in Form einer Messzange ausgeführten Dickenmessvorrichtung mit zwei mit einem Messkörper fest verbundenen Schen  ketn.   



     Fi) g.    11 und d 12 zeigen in grösserem Masstab eine    Seitenansicht des rechten TeNes bzw. eine von rschts    gesehene Endansicht der in Fig. 10   gezeigten Dicken-      messvotrmohtun. g.   



   Fig. 13 ist eine Seitenansicht einer Ab änderung   der in Fijg.      10    bis 12 gezeigten Dickenmessvorrich  bunig.    



   Fig. 14 ist eine Draufsicht auf einen Teil der Dikkenmessvorrichtung gem äss Fig. 13 in grösserem   Masstab.   



   Fig. 15 ist ein Teilschnitt entlang der Linie XV-XV, in Fig. 14.



   Die in   Fig. l und 2 gezeigte Vorrichtung enthält    einen, aus einem Blech oder mehreren aufeinander gelegten Blechen aus ferromagnetischem Material, wie Eisen oder Stahl, zusammengesetzten Körper 1, von welchem   angenommen wrd,    dass   Eer      m einem    Maschinenteil oder dergleichen angeordnet oder in einem Dickenmessgerät der nachstehend angegebe  nan    Art eingebaut ist und durch welchen zwei Paar Löcher 2   baw.    3 derart hindurchgehen, dass sie die Ecken   e'ines Rechtecks bilden.

   Durch die übereinam-       . deDgelegenen Löcher 2 ist eine Magnetisieiungswick-    lung 4 hindurchgczogen, welche dazu bestimmt ist, an eine Wechselstromquelle angeschlosen zu werden, und durch die ebenfalls übereinander, jedoch rechts der Locher   2      gelegenen Löcher 3'ist eine Messwick-      lu, ng    5 hindurchgezogen, welche dazu bestimmt ist. an ein Instrument zum Messen der in ihr erzeugten Spannung angeschlossen zu werdne.



   In dem aus magnetischem Material bestehenden    Messkörper l gibt eine Verändemjng der mechani-    schen Belastung Anlass zu Permeabilitätsveränderungen,   welcher Effekt für die Bestimmung der Grosse    durch eine mechanische Druckbelastung verwendet werden kann.



   Fig. 1 und 2   zeigen, wie dieser Effekt. für'die Be-       stimmung der'genannten Grosse und damit beispiels-    weise der Grösse einer mechanischen Kraft oder der Dicke eines Messobjektes verwendet werden kann.



   Wenn   die    die Magnetisierungswicklung 4 von einem Wechselstrom durchflossen wird, wird im Messkörper in der Nähe der Löcher 2 ein magnetisches    Wechselfeld erbalten, dessen KDaMimen, wenm der Messkörper mechanisch unbelastet. ist, den gezeigten    geschlossenen, gestrichelten Linine 6 entsprechen,    welche im grosaen und ganzen aus mit dsn Löchern 2    konzentrischen Krieisen bestehen, welche jedoch zwischen diesen Löchern etwas abgeplattet sind.

   Wird    der Mass'körper mechanisch'belastet, beispielsweise    durch Druck, wie in Fig. 2   mittels Knaftpfeiten F ge-      zeigt. ist, wird durch die hi'erbai    im   Messkörper entste-       hende Anisotropie das magnetische Feld deformiert,    so dass die   Kraftlinien weiter abgeplattet warden und    mehr Ellipsen gleichen, wie dieses bei 7 in Fig. 2 gezeigt wird.



   Man findet ferner in Fig. 1 und 2, dass sowohl, wenn der Messkörper 1 nach Fig. 1 mechanisch unbelastet ist, als auch, wenn dieser nach Fig. 2 belastet ist, ein wesentlicher Bruchteil der Kraftlinien durch    die Messwicklung 5 passieren, und dass in dem letz- ten Fall durch den geometrischen Abstand zwischen      den Wicklungan    4 und 5 und die'durch die Belastung    abgeplatteten Kraftlinien bedingt, ein grösserer    Bruchteil der Kraftlinien d   ie      Messwicklunig    5 pas, sie  ren, als dann, wenn    der   Messkörper l unbelastet ist.      tBer    der Messwicklung wird daher eine Spannung induzier,

   welche von einem Anfangswert mit wesent  licher Gröss'e    an   linear mit zuniehmender Belastung      zuujimmt mnd    mit   verringerter Belastung. des Mess-       körpers l'abnimmt. Die Spanniungsänderung bedieu-    tet somit ein Mass der mechanischen Belastungsänderung des Messkörpers 1.



   Eine Vorrichtung der oben in Zusammenhang mit   Fig. 1 and    2 besohriebenen Art des Messkörpers 1, sowie der Magnetisierungs - und Messwicklungen 4 bzw. 5, wird im folgenden   Gebern genannt.



   Ein   Geber nach Fig. l und    2   braucht. nicht    in cinem Maschinenteil cingebaut zu sein, sondenn kann Seispielsweise nach Fig. 3 bis 8   auch nahe au diesem       bai Messung der Belastung des Maschineinteils. ange-    ordnet werden.



   Bei der Ausführungsform nach Fig. 3   lu,    4, wel  ohe in. allem Wesentlichen den Fig. l und    2   entspre-      chien,    werden die gleichen Bezugszeichen für die gleichen oder analogen Einzelheiten verwendet. In Fig. 3 und 4 ist ein Rand 26 des Messkörpers 1 dicht an cienm Maschinenteil 25 angeordnet, welcher nach Fig.   4      einer Zugkraft ausgesetzt wird, welche'durch    die Kraftpfeile F angedeutet wird, und durch welchen . ein Teil der die Löcher 2   umgebenden ; Kraftlinien       hindurchgeht. Auch. hier entsteht eine von der Grosse    der Zugkraft F abhängige Veränderung des Teiles der magnetischen Kraftlinien, welche durch die Messwicklung 5 hindurchgehen.



   Wenn der Maschinenteil einem Druck in entgegengesetzter Richtung zu den Pfeilen F ausgesetzt wird, so werden die Kraftlinien 7 derart deformiert, dass deren grosse Hauptachese vertikal wird, wobei    die Anzahl der durch die Messwicklung 5'gehenden Kraftlinien reduziert wird und. das Instnument,. an      welches die Messwicklung    5 angeschlossen ist, dann   einsn gepin. ge. Den Ausschlag zeigt.   



   Falls der Maschinenteil fast. angeordnet ist oder auf andere Weise stillsteht, kann der Messkörper   1       mit seinem Rande 26 in Kontakt mit dem Maschinen-      teill    auf oben bcschriebene Weise placiert wenden,    wobei. der Luftspailt zwischen diesen ein Minimum    wird. Die Vorrichtung kann auch zum Messen der    mechanischen Belastung in beweglichen Maschinen-    teilen, wie rotierende Achsen, ausgeführt werden, wobei der Messkörper entweder stillstehend mit dem Rand 26 auf einem unbedeutenden Abstand vom Maschinenteil montiert wird oder so, dass er der Be  wegung    des Maschinenteiles folgt, in welohem Fall, ebenso wie im erstgenannten Fall, der Messkörper in Kontakt mit dem Madchinenteil angeordnet werden    kann.

   Wird. dem Maschinenteil eine hin-und herge-      hende Bewegung erteilt,    so   können die Magnetisie-       rungs-und Messwicklungen. an. ihre Stromkreise über    biegbare Leitungsdrähte angeschlossen sein. Hat der Maschinenteil dagegen eine rotierende Bewegung in der gleichen Richtung, so muss der elektrische Anschluss der Magnetisierungs- und Messwicklungen auf andere Weise geondnet werden, beispielsweise auf   induktivem Wag.    



   Falls man den   EinSuss auf die Messwicklung von       'des    verhältnismässig konstanten Magnetfeld um das untere Loch 2 der   Magnetisiemu'ngswiokLung    vermei den will, so kann das untere Loch 3 der   Messwick-       lung, WM    in Fig.   5    und 6 gezeigt ist, so angeordnet sein dass der genannte Teil des magnetischen Flusses sich in der Hauptsache ausserhalb der Messwicklung    schlies. st. Die Eb'eme der Messwicklung. liegt in diesem
Fall im spitzen Wimkel zur Ebene der Magnetisie- pungswicktung.   



   Wenn, wie Fig. 7 und 8   zaijgen, die Magmetisie-    rungswicklung 4 nahe dem mit der Ebene der Magne tisierungswicklung partallelen Rand 27 des Messkör pens angeondent wird, so wird das   Maigneteild um       bye    e ide Löcher 2 mit der Belastung durch einen an die sen n Rand angeordneten Maschinenteil deformient werden, wodurch das an die Messwicklung 5 ange    schlossene Instrument eine grossere Andenung    im   
Ausschiag zeigen wird, ls bei der Ausfümrungsform       nach Fig. 3 bis    5.



   Gemäss dem in Fig. 9 gezeigten Schaltschema kann   dis'in der Messwicklung    5   mduziorte Spannung    mittel, eines Galvanometers G gemessen werden, welches in einer phasenempfindlichen Gleichrichter oder   Datekto'rschaitung'angeordnet ist.      Hiedbei    ist die    Magnetisierungswicklung    4 an eine Sekundärwick  Junlg    8   in emem Transformator 9 angesoM'ossen, des-    sen Primärwicklung 10 zum Beispiel an ein 200-Volt Netz angeschlossen ist. Die Messwicklung 5 ist an . eine Wicklung 11 in einem anderen Transformator   
12 angeschlossen.

   Das Galvanometer G ist'am zwei    seriegeschaltete Sekundärwicklungen 13 und 14 in   dam      letzttgen. annten Tnanjsformator    12 über an deren äussere Enden angeschlossene Dioden-Gleichrichter
15 bzw. 16 geschaltet, wobei ein Potentiometer 17    mit dem Galvanometef G parallel geschaltet ist. Der    bewegliche Kontakt 18 des Potentiometers ist an das   'aine Ende und der Vetreinjgungspun'kt    19 zwischen den Wicklungen 13 und 14 an das andere Ende einer   anderen Sekundärwicklung    20 im Transformator 9 angeschlossen, Ein zwischen den äusseren Enden der Serieschaltung der Wicklungen 13 und 14   geschalte-    ter Kondensator 21   gibt mit den genannten.

   Wicklun-    gen einen auf die zum Beispiel 50-periodische Wechselspannung abgestimmten Kreis. Ausserdem ist ein   Siebkondensator    22 mit dem Potentiometer 17 un, d de, Galvanometer G parallel geschaltet.



   Die 50-periodische Wechselspannung, welche von    der Wicklung 20 erzeugt wind, jade andere Halbpe-    rode aufeinander auf einen der Gleichnichter 15 und
16 in der Durchlassrichtung und bewirkt hierbei    Gbichstromatösise durch di'e von'dem beweglichen    Kontakt 18 geschiedenen Teile des Potentiometers
17. Dabei   werdan''de'n    Klemmschrauben 23 und 24 des Potentiometers Gleichstromimpulse mit gleichem Zeichten aufgedrückt, welche bei geeigneter Einstellung des beweglichen   Kontaktes 18 des Potentiome-    ters auch die gleiche Grösse aufweisen. Das Galvanometer 6 zeigt dann keinen von der Wicklung 20 verursachten Anschlag.

   In den Wicklungen 13 und
14   werden ferner 50-pemadisdhe Spamniungsimpulse    einer Stärke induziert, welche von der in der Messwicklung 5 induzierten Spannung abhängig ist, Während einer halben Periode gibt eine solcher Spannungsimpuls Anlass für einen Stromstoss durch beispielsweise die Wicklung 13, welcher gleichzeitig und gleichgerichtet mit einem stromstoss von der Wicklung 20 eintrifft. Die gleichzeitig in der Wicklung 14 induzierte Spannung kann jedoch keinen Anlass für einen Strom geben, da diese Spannung auf den Gleichrichter 16 in dessen Sperrichtung wirkt. Der   Stromstosis von,    der Wicklung 13 wird hierbei mit dem Stromstoss von der Wicklung 20 in der oberen Hälfte des Potentiometers 17 überlagert und erhöht das Potential an der Klemmschraube 23.

   Während der nächsten Halbperiode, wo ein von der Wicklung 20 verusachter Stromzuschuss durch das Potentiometer 17 nicht erhalten   wind, gibt die Wdoktung    14 einen Stromstoss durch den Gleichnichter 16   (und    den unteren Teil des Potentiometers und bewirkt damit einen Spannungsimpuls an der unteren Klemmschraube 24 des Potentiometers.

   Die Wicklung 20 ist jedoch so dimensioniert, dass sie einen grösseren Zuschuss zum Potential an der Klemmschrauben 23, 24   . als die Wicklungen    13 und 14 liefert, weshalb der enben genannte Spannungsimpuls von   deT Wicklung    14,   welche in den Pausen zwischen dem Spannmgs-      impur'sen    von der Wicklung 20 eintrifft, keinen Zu  sohus,      s    dem Potential an der Klemmschraube 24   gibt. Zwischen dan Klemmschcaiuben    23, 24 und über dem Galvanometer G wird daher ein Potentialunterschied winken, dessen Grösse direkt von der in der Messwicklung 5 induzierten Spannung abhängig ist.



   Da eine Spannung in der Messwicklung 5 schon dann induziert wind, wenn der Messkörper 1 unbela  sbet !    bzw. mit seinem Rand 26   bei'emem unbelasteten       Maschinenteil 25 placiert ist, wunde das Galvanome-    ter G einen gewissen Ausschlag zeigen, wenn der bewegliche Kontakt 18 des Potentiometers eine solche   La,    einnehmen würde,   diasis    das   Galvanometer kei-    nen Ausschlag gäbe, wenn der Stromkreis durch die Messwicklung unterbrochen wäre.

   In der Praxis regu  lient    man daher zweckmässig den beweglichen Kontakt 18 des Potentiometers so dass das Galvanometer G   dindon    Ausschlag gibt, wenn die Messwicklung 5    eingeschaltet und der Messkörper l bzw. dar Masdbi-    nenteil oder dergleichen 25, bei welchem der Messkörper angebracht ist, mechanisch unbelastet ist, wonach der Galvanometenausschlag dinekt proportionmal mit der Grösse der mechanischen Belastung des Messkörpers bzw. des Messobjektes und dem gemes  senien Grössenwert. ist.   



   Ein anderes Verwendungsgebiet für die Messvorrichtung gemäss der Erfindung ist die Messung der Dicke von Materialbahnen und anderen,   vorzugs-    weise blatt- oder plattenförmigen Messobjekten. Zwei Ausführungsformen der Dickenmessvorrichtung   wel-       che'wenigstens einen. Geber umfassen., werden in    Fig. 10 bis 12 bzw.   13 bis    15 veransohaulicht.

   Solche  Dickenmessvorrichtungen eingen sich insbesondere zur fortlaufenden Kontrolle von Papierdicken in Papiermaschinen oder zur Kontrolle von   Blechdidkem    in   Blechwalzwerkon.    Die   Massvorrichtung mach    Fig 10 bis 12 besteht, wie aus Fig. 10   hervongeht,    aus einer messzauge mit zwei mit einem Messkörper 31 fest verbundenen Schenkeln 32.   Diie    Schenkel, welche. in der gezeigten Ausführung aus U-Eisen hergestellt sind, tragen an ihren freien Endem Messrädchen   oder-Rollen      33,    welche um mit der Längsrich  tung der Schenkel parallele Achselzapfen    34 rotierbar. gelagert sind.

   Mit Vorteil können die Rollen 33 mit etwas   verschiedenem Durchmesser'ausgeführt    sein, wobei eventuelle Fehler in der Rundheit der Rollen oder der zentrischen Lagerung sich beim Messresultat weniger bemerkbar machen. Sit können aus den Aussenningen von Kugellagern bestehen, welche mit ihren inneren Ringen auf dien Achsen 34 aufgepresst sind. Insbesondere bei der Messung der    Dicke soleber Me. ssobjekte, wie Papier, dessen Dik-    kenunterschiede von gleicher Grössenordnung wie die Toleranz der Rollen oder der Rundheit der Kugellagerkugeln sind, können die Rollen mit Vorteil durch aus verschleissfestem Material, wie Chromstahl oder  Teflon , ausgeführte Gleitschuhe ersetzt werden.



   Im Messkörper 31, welcher   ebenso wie der Mess-    körper   I    in den oben beschriebenen Ausführungsformen aus magnetischem Material ausgeführt ist, sind sechzehn Löcher in vier Gruppen mit je zwei Paar    Löchern 36 bzw. 37 angeordnet, welche Gruppen anf    die vier Ecken des Messkörpers verteilt sind. In jeder   Gruppe sind die Lochpaare ebenso wie früher    so angeordnet, dass   sie je die Ecken eines Rechtecks bil-    den.

   Ferner   ist      innerhalb jeder Gruppe eine Magnetfi-      s'erungswickhing    38 idurch die übereinander gelegenen Löcher 36 in einem Paar gewickelt, welche dazu bestimmt ist, an eine Wechselstromquelle angeschlos  sen    zu wenden.   Durch die beiden übrigen Löcher    37 in   den entsprechenden Gruppen ist'eine Messwick-    ung 39 gewickelt, welche dazu bestimt ist, auf früher   beschriebene Weise'an ein geeignetes Messin-      strument angeschlossen zu werden.   



   Die Messrädchen 33 sind mit einem derartigen Abstand voneinander angeorndet, dass das Messobjekt 35, dessen Dicke gemessen werden soll, bei Einführung zwsichen die Messrädchen diese ausein   'anderpresst und dabei die Schenkel 32 mit einer ge-    eigneten   Kraft. auseinan'de'rspannt. Diese Kraft darf    natürlich nicht so gross sein, dass eine beträchtliche    Zusammenpressung des Messobjoktes auftritt. Die      Kraft darf. auch nicht so gross sein, dass    der   elasti-    sche   Bereich für die Ausbiegung der Schenkel über-       schritten wind und beständige Deformation.'eintritt.   



  Hält man sich innerhalb des angegebenen Bereiches, wird die, genannte Knaft ebeso wie die Belastung des    Messkörpe. rs 3. 1. direkt proportional zur Dicke des    Massobjektes 35 sein, und dann kann die Dicke auf einem zweckmässig kalibrierten Instrument G der oben im Zusammenhang mit der in Fig.   9      angegsbe-      nen Art'ablesen werden, dessen Ausschlag,'wie    oben angegeben, direkt proportional mit der genannten Belastung und somit auch mit der Dicke des Messobjektes gemacht werden kann.



   Die Messwicklungen 39 sind so untereinander in   Reihe'geschaltet, dass die in diesen    bei   Betastung in-    duzierten Spannungsänderungen addiert werdne, und dass ein stärkerer Ausschlag am Messinstrument erhalten   wird, wodurch. die Empfindlichkeit erhöht    wird. Hierbei soll beachtet werden, dass die am   näch-    sten zu den. Rollen   33 gelegenen Teile des Messkör-    per. s 31 beim   Diokenm'esaen,    wenn die   Messchen'kel      32    ausgebogen werden, keinen Zug ausgesetzt werden, während gleichzeitig die am weitesten von den Mess  rädaben entfernt gelegenen Teile des Masskörpers    31 einem Druck ausgesetzt werden.

   Beim Dickenmessen wird daher die induzierte Spannung in den Messwick  lungen    39, welche in den erstgenannten Teilen des   Messkörpsrs    31   geJegen sind, sich gleichze. itijg damit    verringern, dass die induzierte Spannung in den   Messwicklungen    39, welche am   waitesten von den    Messrollen 33 entfernt gelegen sind, sich erhöht. Für die   Zusammensohaltung der MesswiekLungen muss    man Versuche anstellen. Man schaltet eine Messwicklung an das Galvanometer G und beachtet den    AMSschlag bei Belastung. Danach schaltet man die      nächste Messwicklung    in Serie mit der enst einge  schalteten. und beachtet die Änderung    im Ausschlag des Galvanometers bei gleicher Belastung.

   Sollte sich dabei ein geringerer Ausschlag ergeben, muss man die   zuletzt eingeschaltete Messwicktung lossohalten       fund sie wieder mit umgeschalteten Anschlüssen ein-    schalten, wobei ein erhöhter Ausschlage erhalten werden muss.



   Das   Messobjakt    35,   beispielsweise ein Papier-    oder Blechband, kann kontinuierlich zwischen den Messrädchen 33 hindurchgeführt werden. Das Galva   nometer oder em entsprechendes Instrument kann so    ausgebildet sein, dass es den Ausschlag als Kurve auf einem angetriebenen Kurvenblatt registriert, wobei eine fortlaufende Registrierung der Dicke entlang des Bandes erhalten wird. Die messvorrichtung ist natür   lich'auch für Kräfte empfindlich, welche bestrebt    sind, die Schenkel gegeneinander zu führen.



   Die Rollen 33 oder die Gleitschuhe bei der   be-       schriebenen Messvorrichtung können bei Bedarf für verhältmismässig hohen Druak ausgebildet und so    angebracht sein, dass diese die Dicke eines Messob   jektes 35. in verhältnismässig grosseni Abstand von dessen Rändern, misst. Dieses ist besonders vorteil- haft beim Messen von Blech mit Einbaulungstendenz.   



   In Fig. 13 bis 15 wird   eune      andere Ausführungs-    form einer Dickenmessvorrichtung gezeigt. Ebenso wie in der Ausführungsform nach Fig. 10 bis 12   be-    steht die Dickenmessvorrichtung aus einer Messzange mit zwei Schenkeln 40 und 41, welche mit einem Zwischenstück 42 steif vereinigt sind. Der Schenkel 40'kann als starr betrachtet werden. Der Schenkel 41 besteht aus zwei Teilen 41a und   41b,    welche miteinander durch ein Paar Geber 43 der in   Fig. l und 2 gezeigtem Art vecbmnfdan ; sind, welche    aus   Bleehen      iau    magnetischem Material auf früher angegebene Weise zusammengesetzt sind.

   Die Geber   43    sind, an den beiden Teilen 41a und 41b des Schenkels   41    mittels   PItattem      44      befeistigt,    welche mittels Bolze, 45 fest zusammengeschraubt sind, welche verhindern, dass sich die Bleche der Geber 43 werfen..



   Damit die einzelnen Bleche der Geber 43 sich im Verhältnis zueinander nicht verschieben. sind ferner   FühDungsstifte    46 angeorndnet, welche   ohne Spiet    durch die beiden Paare der Druckplatten 44 sowie   d beiden Geber    43   hindurchgehen      und auoh'dtie    letztern hindern, sich im Verhältnis zu den Schenkelteilen 41a und 41b zu bewegen. Ebenso wie in der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 ist jeder Geber   43    mit einer Magnetisierungswicklung 47 und einer   Messwicklnjg    48 versehen.



   Ebenso wie in der Ausführungsform nach Fig. 10 bis 12 tragen die Schenkel 40 und 41 an ihren Enden je ihre   Messroüe    50, welche auf Achselbolzen 49 rotierbar gelagert sind und aus den   Aussemcingen von    Kugellagern bestehen können.



   Wenn ein Messobjekt zwischen die Messrollen 50 eingeführt wird, wird auf Grund der Steifheit des untenen Schlenkels 40 nur der   oblerie      Messcbemkel    41 nach ausen gebogen, wobei der in den obren Geber43 eingehende Messkörper zusammengedrückt und    der in den. unteren Gaber eingehende MesBikörpar    einem Zug ausgesetzt wind. Diese Änderungen in der Belastung der Messkörper bedingen, dass die Spannung, die in den Messwicklungen 48 induziert wird, wenn die Magnetisierungsweicklungen 47 an   ieane       WechselspannungsqueHe anigaschlostsen. simd, geän-    dert wird.

   Ebenso wie frührer sind die Magnetisierungswicklungen 47 einerseits und die messwicklungen 48   anderseits demaft in Rfeihe geschaltet, dass die    bei der Dickenmessung entstehenden Spannungsänderungen in den beiden Messwicklungen zuseinander addiert werden, um eine grössere Empfindlickeit zu gewinnen.



   Der Messkörper braucht kein separater Teil zu sein, sondern kann einen integrierenden Teil eines   Masch,    inenelementes bilden. In diesem Fall kann man beispielsweise zwei Paar Löcher in eine der Säulen, welche einen Stoffkocher oder dergleichen tragen, bohren und eine Magnetisierungs- und eine Messweicklung durch diese Löcher anordnen. Wenn die Vorrichtung an ein Messinstrument angeschlossen wird, so wird der Ausschlag des Instrumentes nach   geeigneter Kalibrierung ein Mass des Gewichtes    des   Inhaltes des Kochens bedeuten. Die Vormdhtuug    bildet somit eine   Waiage,    welche   zur Kontrome ider    zugeführten Hackstückmenge verwendet werden kann, wenn der Kocher gefüllt wird.

   Ferner können   dte    Magnetisiterungs- und Messwicklungen anstatt in Löchern im Innern des Messkörpers angeordnet zu sein, um den Messkörper gewunden sein oder diesen,    beispielsweise eine Säule Mnter einem Sto'ffk. ocbe'r,    umschliessen, wobei der magnetische Fluss durch einen äusseren Rückschlusskörper geschlossen sein kann. Ein, zwei oder mehr Löcher im Messkörper können, wenigstens bei den Ausführungsformen nach Fig. 3 bis 8, durch   Nubien    m Rande des Messkörpers ersetzt sein.

   Wenn die beiden nahe dem Messobjekt 25 in   ldiiesen    Ausführungsformen gelegenen Löcher durch Nuten im Rand des Messkörpers ersetzt werden, wird der Vorteil gewonnen, dass sämtliche Kraftlinien, welche diese Nuten umgeben, sich über das aus magnetischem Material bestehenden Messob  je'kt. schliassen.   



   Bei Messzangen zum Dickenmessen kann man bei einer Ausführungsform auch mit einem einzigen Schenkel auskommen, wenn eine Vorschubtisch oder eine andere feste Bahe für das Messobjekt als ande  rer    Schenkel wirken kann.



   In,   dan      tgezetigtan    Ausführungsformen bestehen die Messkörper aus einem Material mit positiver Magnetostriktion, man kann jedoch auch diese aus einem Material mit negativer Magentostriktion ausführen.



  Ebenso kann man, ohne von der Grundidee der Er  Sjndmg    abzugehen, zum Beispiel pulsierenden Gleichstrom anstelle von Wechselstrom verwenden.



   Die Vorrichtung nach der Erfindung ist schliesslich nich auf das Messen der Dicke oder des mechanischen Druckes beschrändkt, sondern kann acuh zum Messen von anderen physikalischen Grössen, beispielsweise Gas- oder Flüssigkeitsdruck, verwendet   wendem.  

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zum Messen einer physikalischen Grösse, mit wenigstens einem Geber aus ferromange tisobem Miatemai, der beim Massem. vonj emer von der zu messenden Grösse abhängigen mechansichen Belastung beeinflusst oder dieser ausgesetzt wird, und wenigstens zwei Paar Öffnungen hat, wobei wenigstens ein Teil des Gebers von einem Paar Wicklun igein. umschlossen ist, von denen die eine ein Magnetisierungswicklung ist, die durch eines der genannten Öffnungspaare hindurchgeht und an eine Spannungs queue angeschlossen ist, während die andere eine messwicklung sit, die durch ein anderes der Öffnungspaare hindurchgeht und an ein Messinstrument angeschlossen ist,
    wobei der magnetische Fluss der Magnetisierungswicklung Mi dem Geber von der mechanischen Belastung in Abhängigkeit von Wert de° gemessenen physikalischen Grösse infolge des magnetostriktiven Effekts verzerrt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierungs- und Messwickllungen (4, 38, 47 bzw. 5, 39, 48) nebeneinander und in einem denartigen Abstand voneinander gelegen sind, dass ein Teil des von der Magnetisierungswicklung im Messkörper induzierten magnetischen Flusses sich durch das magnetische Material, das zwischen den Öffnungspanen des Gebers liegt, schliesst, , oihne duirch, die Mes :
    swickluug igleiichzeitig hi-nidurch- zugehen, während ein anderer Teil des Flusses sich gleichzeitig durch die Messwicklung schliesst, unab hängiig davon,'db der Geber der mechanischen Belastund ausgesetzt oder von derselben beeinflusst ist, ode, nicht.
    UNTBRANSPRUCHE 1. Vorrichtfuntg nach Patentanspmoh, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierungswicklung (4, 38, 47). und die Messwicklung (5, 39, 48) des Gebens annähernd paraüel zuemamder'angeordnet sind.
    2. Vorrichtung mach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine gerade Anzahl Öffnungspaare und eine gerade Anzahl Magnetisierungs lbzw Messwicklungspaare (4, 3, 8, 47 bzw. 5, 39, 48) 'aufweist (Fig. 11).
    3. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hälfte der Magnetisierungsbzw. Messwicklungen (38, 47 bzw. 39, 48) in Teilen dss Gebers (31, 36-39 ; 43) angebracht ist, die beim Messen einer Dmckbelastung aosgesetzt s'ind,'umd dass die restUdhen Wicklungen in Teilern des Gebets (31, 36-39 ; 43) angeordnet sind, die beim Messen einer Zugblastung ausgesetzt sind (Fig. 10-15).
    4. Vorrichtung nach Unternanspruch 3, daudurch gekennzeichnet, dass die Messwicklungen (39, 48), welche in den druckbelasteten Teilen des gebers (31, 36-39 ; 43) angeordnet sind, so niit den Messwiok- lumen (39, 48), die in den zugbelasteten Teilen (39) des gleichen oder eines anderen Gebers (43) angeordnet sind, in Re ; ihe geschaltet sind, dass'die in. den srstgen ! anntssn Wicklungen während d'es Messens in- duzierten Spannungen sich zu den in den letztgenennten Wicklungen induzierten Spannungen addieren.
    5. Vorrichtung nach Untenanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung der mechnaischen Belastung (Fig. 2) des Geberts (l, 31, 36-39 ; 43) zmr Ebene der Magnetisierungswicklung (4, 38, 47) ainnä- her, hernd parallel ist.
    6. Vorrichtung nach Patentanspruch, gekennzeichnet, durch eine derartige Ausbildung, dass eine mechansiche Kraft die zu messende physikalische Grosse darstell-t.
    7. Vomchtmnfg mach Untienanspmch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zum Messen der mechanischen Belastung eines messobjekts bestimmte Geber , an dias Messobjejkt anlegbar ist, und dass die Magnetisienungswicklung (4) des Gebens so nahe einem dicht an das Messobject(25) zu plazieren bestimmten Ranide (26, 27) dles Gsbecs (1-5) tangeoodnet iist, dasr, ein wesentlicher Teil des von der Magenetisierungs wioklung (4) errogtein Magnetflusses bis zu diesem Rand reicht sowie beim Anlegen an ein Messobjekt (25) dieses passieren kann und von dessem mech'ami- scher Belastung (7) beeinflussbar ist.
    8. Vorrichtung nach Untemanspinuch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Magnetisierungswicklung (4) durch ein Paar Öffnungen gewickelt ist, von denen die eine 3ffnung näher als die andere zu dem an ein Messobjekt (25) anlegbaren Rand (26) des Gebers (l) gelegen ist (Fig. 5 und 6).
    9. Vormchtung mach Untemanspruch 7, dadurch gekennzaiohnet, dass die Magnetisierungswicklung (4) durch ein Paar Öffnungen im Geber gewickelt ist, welche zwischen dem genanntem Rand (27) des Gebers (1-5) und der mit der genannten Magnetisie rungswtcktuog (4) zusammenwirkenden Messwick lung (5) gelogen smd (Fig. 7'und 8).
    10. Vorrichtung nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch Ausbildung zum Bestimmen der Dicke eines Messobjektes mit zwei zueinander im wesentlichen parallelen Oberflächen, wobei also diese Dicke die zu messende physikalische Grösse darstellt.
    11. Vorrichtung nach Unteranspruch 10 mit zwei Messchenkoin, welche. ausgebildet sind, em Messob- jekt zu umschliessen, an einem ihrer Enden miteinander verbunden sind und an ihren freien Enden Glieder aufweisen, welche beim Messen am Messobjekt anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess schen'kel (32) fest miteimamder mittels'emos Gebets (31 ; 36-39) mit vier Paar Öffnungen un vier Wick lungen (3 8, 39) veremigt sind (Fig. 10-12).
    12. Vorrichtung nach Unteranspruch 10 mit zwei Messchenkeln, welche ausgebildet sind, ein Messobjedkt zu umschliessen, sowie miteinander an einem ihrer Enden Glieder aufweisen, welche beim Messen . am mcssobjekt anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass der einen der Messchenkel (40) steifer als der andere (41) ist und letzterer zwei Grundteile (41a, 41b) besitzt, die fest miteinander mittels zweier Geber (43) vereingit sind, von welchen Gebern der eine an der vom steiferen Messchenkel abgewendeten Seite des Schenkels und der andere an der dem steiferen Mess, schenkel zugewendeten Seite des genannten Schenkels (41) angeordnet ist (Fig. 13-15).
CH555161A 1960-05-14 1961-05-13 Vorrichtung zum Messen einer physikalischen Grösse CH401531A (de)

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