CZ11298A3 - Snímač tahových sil podélných útvarů - Google Patents
Snímač tahových sil podélných útvarů Download PDFInfo
- Publication number
- CZ11298A3 CZ11298A3 CZ1998112A CZ11298A CZ11298A3 CZ 11298 A3 CZ11298 A3 CZ 11298A3 CZ 1998112 A CZ1998112 A CZ 1998112A CZ 11298 A CZ11298 A CZ 11298A CZ 11298 A3 CZ11298 A3 CZ 11298A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- longitudinal
- deformation member
- measuring
- measuring deformation
- free end
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 41
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 title claims description 41
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000951490 Hylocharis chrysura Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/04—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands
- G01L5/10—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands using electrical means
- G01L5/103—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands using electrical means using sensors fixed at one end of the flexible member
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/13—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the tractive or propulsive power of vehicles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
Snímač tahových sil podélných útvarů
Oblast techniky
Vynález se týká snímače tahových sil podélných útvarů obsahujícího základnu, do níž je jedním svým koncem vetknut měřící deformační Člen, na jehož povrchu jsou v blízkosti tohoto vetknutí situovány tenzometry, přičemž na protilehlém volném konci je měřící deformační člen opatřen vodičem podélného útvaru.
Dosavadní stav techniky
Většina v současné době používaných snímačů tahových sil podélných útvarů, např. nití a pod., se skládá z dvojice krajních a jednoho středového vodiče podélného útvaru. Podélný útvar, jehož tahová síla se měří, je navlečen na vodiče podélného útvaru střídavě. Potom výslednice tahových sil podélného útvaru působí na středový vodič, kterým je měřící deformační člen zakončen. Jeho deformace se převádí na elektrický signál několika principy.
Tahové síly v podélném útvaru jsou relativně velmi malé. Proto záleží na vysoké citlivosti měřícího deformačního členu.
Je-li snímač určen pro měření rychlých změn trvajících několik milisekund, nebo dokonce desetin milisekundy, musí mít také vysoké dynamické parametry měřícího deformačního členu. Splnění obou požadavků je důležité zejména u snímačů používaných pro měření a analýzu tahových sil. U snímačů pro běžná měření je hlavním požadavkem především vysoká citlivost. Dalšími sledovanými parametry je dobrá linearita, malá hystereze, nízké tření vodičů podélného útvaru a také příznivá cena.
U snímačů pro běžná měření se používají měřící deformační Členy ve tvaru vetknutých planžetových nosníků, a to buď s jedním planžetovým nosníkem, nebo se dvěma nad sebou uspořádanými planžetovými nosníky. K převodu deformace takového měřícího deformačního Členu na elektricky signál se používají jak kapacitní čidla umístěná v místech největší výchylky nosníku, tak i tenzometrické převodníky, které se upevňují blízko místa vetknutí, kde je největší deformace měřícího deformačního Členu. K převodu výchylky tohoto měřícího deformačního Členu se používají také optické systémy. V těchto případech se obvykle používají dvě paralelní planžety s mezerou několik milimetrů. Konce planžet jsou
PS3171CZ
-2vetknuty na jednom konci pevně do základny, např. tělesa rukojeti, na opačném konci do tělíska se středovým vodičem podélného útvaru. S těliskem je spřazena jedna část optického měřícího systému polohy, přičemž druhá Část optického měřícího systému polohy je pevná. Tělisko s vodičem podélného útvaru na konci planžet se úměrně vychýlí podle velikosti síly a výchylka je optickým měřícím systémem převedena na elektrický signál.
Hlavní nevýhodou snímačů s planžetovým měřícím deformačním členem je nízká tuhost a tím i nízká vlastní frekvence tohoto měřícího deformačního členu. Oba uváděné případy jsou proto vhodné pro měření ustálených tahových sil podélného útvaru, nanejvýš pro případy, u kterých se tahové síly mění jen málo. V opačném případě náhlá změna tahové síly způsobí rozkmitání měřícího deformačního členu a tím i výstupního signálu. Skutečný signál tahové síly podélného útvaru se potom obtížně vyhodnocuje a připojený měřici přístroj často ukazuje chybné údaje. Další nevýhodou těchto snímačů je skutečnost, že relativně velká zatěžovací síla od měřeného podélného útvaru způsobuje poměrně velkou výchylku konce měřícího deformačního členu. Při velké změně polohy středového vodiče podélného útvaru vůči krajním vodičům podélného útvaru dojde ke změně geometrie tahových sil měřeného podélného útvaru a tím dojde ke změně velikosti výslednice těchto sil. Výstupní signál takových snímačů s narůstající tahovou silou podélného útvaru potom neroste zcela lineárně.
Pro dynamická měření má měřící deformační člen obvykle tvar plnoprofilového nosníku, který je vetknut do základního tělesa. Volný konec měřícího deformačního členu je uzpůsoben pro upevnění vodice podélného útvaru. Blízko místa vetknutí měřícího deformačního členu, kde dochází k největším deformacím, jsou situovány tenzometry. Takový snímač je vyroben ze speciálního materiálu, který zaručuje vysokou rozměrovou stabilitu, linearitu a nízkou hysterezi deformace měřícího deformačního členu.
Tyto snímače pro dynamická měření sice dosahují vysoké tuhosti měřícího deformačního členu a tím i požadované vysoké vlastní frekvence tohoto měřícího deformačního členu, ale jejich citlivost, tj. jejich výstupní signál, je malý. Ne vždy se potom podaří následným vysokým zesílením tohoto malého výstupního signálu snímače získat kvalitní signál pro vyhodnocení měření.
Cílem vynálezu je navrhnout takový snímač tahových sil podélných útvarů, který i při dostatečné tuhosti měřícího deformačního členu zaručí vysokou citlivost snímače.
PS3171CZ
-3Podstata vynálezu
Cíle vynálezu je dosaženo snímačem tahových sil podélných útvarů, jehož podstata spočívá v tom, že měřící deformační člen má čtyřhranný průřez, přičemž podélné hrany měřícího deformačního členu jsou sraženy a měřící deformační člen je ve své podélné ose od svého volného konce až za úroveň tenzometrů opatřen dutinou.
Velikost sražení podélných hran měřícího deformačního členu se směrem od jeho vetknutí do základny k jeho volnému konci s výhodou zvětšuje.
Dutina v měřícím deformačním členu, zasahující alespoň za místo kde jsou situovány tenzometry, společně se sražením jeho podélných hran narůstajícím od místa vetknutí směrem k volnému konci měřícího deformačního Členu sníží moment setrvačnosti a hmotnost měřícího deformačního členu, což se příznivě projeví vyšší citlivostí snímače při zachování dostatečné tuhosti měřícího deformačního členu, neboť snížení hmotnosti měřícího deformačního členu, zejména v oblasti vodiče podélného útvaru, příznivě ovlivni zejména dynamické parametry snímače.
Vodič podélného útvaru je s výhodou tvořen trubičkou, která je částí své délky uchycena ve výstupní Části dutiny měřícího deformačního členu.
Výhodou tohoto uspořádání je, že tenzometry se upevňují na rovné plochy na povrchu měřícího deformačního členu, což umožňuje jejich přesné a reprodukovatelné umístění. Přesné a reprodukovatelné dodržení symetrického uspořádání tenzometrů navíc umožňuje kompenzaci kroutícího momentu, který vzniká třením podélného útvaru o vodič tohoto podélného útvaru.
Přehled obrázků na výkrese
Příklad provedení snímače tahových sil podélných útvarů podle vynálezu je schematicky znázorněn na výkrese, kde ukazuje obr. 1 celkový pohled na snímač, obr. 2 půdorys snímače, obr. 3 bokorys snímače a obr. 4 boční a čelní pohled na vzájemné uspořádání trojice vodičů podélného útvaru v měřící hlavě.
PS3171CZ
Příklady provedení vynálezu
Snímač tahových sil podélných útvarů je tvořen dvojicí hlavních částí a to základnou a měřícím deformačním členem 4. Základna je tvořena montážní částí 1, která je opatřena upevňovacím otvorem 5, a osazenou instalační částí 3, která dále plynulým přechodem přechází do měřícího deformačního členu 4. Měřící deformační Člen 4 má čtyřhranný průřez, který je v příklade provedení znázorněném na výkrese čtvercový, přičemž v jiném neznázoměném příkladě provedení má měřící deformační Člen 4 průřez obdélníkový. V blízkosti místa vetknutí do instalační částí 3 je měřící deformační člen 4 osazen sadou tenzometrů 6.
Měřící deformační Člen 4 je ve své podélné ose opatřen dutinou 40, která zasahuje od jeho volného konce až za úroveň tenzometrů 6. V příkladě provedení znázorněném na obr. 1 zasahuje tato dutina 40 až do instalační části 3. Měřící deformační člen 4 je na svém volném konci opatřen vodičem 2 podélného útvaru. Vodič 2 podélného útvaru je v příkladě provedení znázorněném na výkrese pro další snížení celkové hmotnosti měřícího deformačního členu 4 tvořen tenkostěnnou trubičkou z otěruvzdomého materiálu, např. safíru, který má navíc sám o sobě nízkou hustotu, přičemž je částí své délky pevně uchycena ve výstupní části dutiny 40 měřícího deformačního členu 4. V případe, že je měřena tahová síla podélných útvarů o vyšší tuhosti, např. u měděných nebo ocelových drátků, je vodič 2 podélného útvaru tvořen neznázorněným ložiskem s rolnou opatřenou na svém obvodě drážkou a ve své ose rotace je toto ložisko opatřeno čepem pro uchycení ve výstupní části dutiny 40 měřícího deformačního členu 4.
Podélné hrany 400 měřícího deformačního členu 4 jsou sraženy, přičemž jak je znázorněno na výkrese velikost tohoto sražení se ve směru od místa vetknutí do instalační části 3 k volnému konci měřicího deformačního členu 4 zvětšuje. V příkladě provedení znázorněném na výkrese je toto sražení tvořeno rovinným zkosením. V jiném neznázoměném příkladě provedeni jsou podélné hrany 400 měřícího deformačního členu 4 sraženy zaoblením. V dalším neznázoměném příkladě provedení jsou podélné hrany 400 měřícího deformačního Členu 4 sraženy v libovolném jiném tvaru. Tímto sražením se dosáhne většího odlehčení měřícího deformačního členu 4.
Na instalační části 3 jsou umístěny veškeré prostředky potřebné pro příslušné vzájemné propojení tenzometrů 6 do měřícího můstku. U měřících deformačních členů 4 se
PS3171CZ
-5používají polovodičové tenzometry, které oproti klasickým kovovým tenzometrům mají mnohem lepší převod deformace na elektrický odpor. Obvykle jsou na povrchu instalační části 3 přilepeny neznázoměné svorkovnice, ke kterým jsou pripájeny vývody tenzometrů 6, vyvažovači a kompenzační odpory a propojovací drátky. Napájení takto vytvořeného tenzometrického můstku a vyvedení signálu mimo vlastni těleso snímače se provádí neznázoměným vodičem neznázoměnou podélnou dírou v montážní části 1.
Jak je znázorněno na obr. 4, je snímač tahových sil s vodičem 2 podélného útvaru obvykle zabudován do měřící hlavy 7 se dvěma krajními vodiči 8 podélného útvaru. Měřený podélný útvar je navlečen ve vodičích střídavě. Krajní vodiče 8 podélného útvaru jsou na svém obvodě opatřeny drážkou pro vedení podélného útvaru. Tím je během měření zajištěna stálá poloha podélného útvaru na vodiči 2 situovaném v měřícím deformačním členu 4. V některých případech je vodič 2 podélného útvaru pro lepší vedení tohoto podélného útvaru opatřen neznázoměnou drážkou alespoň na části, nebo po celém svém obvodě. U zvláště náročných případů měření, kdy hrozí nebezpečí, že se měřený podélný útvar vysmekne i z této drážky, je volný konec měřícího deformačního členu 4 opatřen neznázoměným uzavřeným prstencem. Měřený podélný útvar je potom tímto prstencem provlečen.
Průmyslová využitelnost
Snímače tahových sil podélných útvarů najdou uplatnění zejména při měření tahových sil nití, vláken, pásků, drátků a podobných podélných útvarů.
Claims (3)
1. Snímač tahových sil podélných útvarů obsahující základnu, do níž je jedním svým koncem vetknut měřici deformační člen, na jehož povrchu jsou v blízkosti tohoto vetknutí situovány tenzometry, přičemž na protilehlém volném konci je měřící deformační člen opatřen vodičem podélného útvaru, vyznačující se tím, že měřící deformační Člen (4) má čtyřhranný průřez, přičemž podélné hrany (400) měřícího deformačního členu (4) jsou sraženy a měřící defixyiační člen (4) je ve své podélné ose od svého volného konce až za úroveň tenzometrů $4 opatřen dutinou (40).
2. Snímač tahových sil podélných útvarů podle nároku 1, vyznačující se tím, že velikost sražení podélných hran (400) měřícího deformačního členu (4) se směrem od jeho vetknutí do základny k jeho volnému konci zvětšuje.
3. Snímač tahových sil podélných útvarů podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že vodič (2) podélného útvaru je tvořen trubičkou, která je částí své délky pevně uchycena ve výstupní Části dutiny (40) měřícího deformačního členu (4).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ1998112A CZ287228B6 (cs) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | Snímač tahových sil podélných útvarů |
| EP98124675A EP0930491A3 (en) | 1998-01-14 | 1998-12-24 | Sensor of traction forces of longitudinal bodies |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ1998112A CZ287228B6 (cs) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | Snímač tahových sil podélných útvarů |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ11298A3 true CZ11298A3 (cs) | 2000-08-16 |
| CZ287228B6 CZ287228B6 (cs) | 2000-10-11 |
Family
ID=5461233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ1998112A CZ287228B6 (cs) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | Snímač tahových sil podélných útvarů |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0930491A3 (cs) |
| CZ (1) | CZ287228B6 (cs) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2909690B1 (fr) * | 2006-12-08 | 2016-04-08 | Bouygues Travaux Publics | Procede et dispositif pour suivre sur une grande longueur les tassements du ballast d'une voie ferree |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3512406A (en) * | 1966-09-12 | 1970-05-19 | Geoffrey Roberts | Tension meter |
| US4546656A (en) * | 1983-12-14 | 1985-10-15 | Ppg Industries, Inc. | Tension measuring device and method for filamentary material |
| DE4037065A1 (de) * | 1990-11-22 | 1992-05-27 | Hottinger Messtechnik Baldwin | Kraftmessvorrichtung zur messung der zugspannung von faeden |
-
1998
- 1998-01-14 CZ CZ1998112A patent/CZ287228B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1998-12-24 EP EP98124675A patent/EP0930491A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0930491A2 (en) | 1999-07-21 |
| EP0930491A3 (en) | 1999-12-15 |
| CZ287228B6 (cs) | 2000-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4858475A (en) | Apparatus and method for measuring strain | |
| CN108519175B (zh) | 基于布拉格光纤光栅的可变量程的土体压力测量方法 | |
| CN111322966B (zh) | 用于电杆的两个等强度双臂梁的光纤Bragg光栅倾角传感器 | |
| CN108760109B (zh) | 基于布拉格光纤光栅的可变量程的土体压力测量装置和方法 | |
| JPH08122178A (ja) | 複数のせん断ひずみゲージを用いた六軸力センサ | |
| CA2243822A1 (en) | Cantilever transducer | |
| US4558756A (en) | Cantilever support beam assembly for a load cell and the like | |
| US20160161349A1 (en) | Rod-Shaped Force Transducer With Improved Deformation Behavior | |
| US6898989B2 (en) | Load cell | |
| US4419902A (en) | Constant strain load cell | |
| WO2003029750A1 (en) | Sensor construction for measuring the bending of a construction element | |
| US11320326B2 (en) | Force sensor and sensing element thereof | |
| US4478093A (en) | Dynamometer having a bending beam | |
| CZ11298A3 (cs) | Snímač tahových sil podélných útvarů | |
| US4734671A (en) | Strain gage beam having integral overload protection | |
| CN210108985U (zh) | 一种光纤裂纹传感器 | |
| CN106524996B (zh) | 一种基于布拉格光栅的土体沉降观测系统 | |
| KR20210137545A (ko) | 2차원 힘 센서 | |
| US7878077B2 (en) | Device for measuring mechanical quantities, method for measuring mechanical quantities and use of a device for measuring mechanical quantities | |
| CA1091470A (en) | Method and apparatus for measuring mechanical forces on machine or support elements | |
| EP0207174B1 (en) | Tension measuring device and method for flexible linear material | |
| CN117928695B (zh) | 一种mems光纤悬臂式称重传感器及称重模块 | |
| CZ20032084A3 (cs) | Souprava pro měření délkových deformací materiálů | |
| EP4498032A2 (en) | Extensometer structure with spaced apart flexures | |
| GB2121177A (en) | Measuring tool |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20100114 |