CZ287228B6 - Snímač tahových sil podélných útvarů - Google Patents
Snímač tahových sil podélných útvarů Download PDFInfo
- Publication number
- CZ287228B6 CZ287228B6 CZ1998112A CZ11298A CZ287228B6 CZ 287228 B6 CZ287228 B6 CZ 287228B6 CZ 1998112 A CZ1998112 A CZ 1998112A CZ 11298 A CZ11298 A CZ 11298A CZ 287228 B6 CZ287228 B6 CZ 287228B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- measuring deformation
- longitudinal
- deformation member
- measuring
- tensile force
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 39
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 title claims description 39
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 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
- 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
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 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)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Snímač obsahuje základnu, do níž je jedním svým koncem vetknut měřicí deformační člen (4), na jehož povrchu jsou v blízkosti tohoto vetknutí situovány tenzometry (6), přičemž na protilehlém volném konci je měřicí deformační člen (4) opatřen vodičem (2) podélného útvaru. Měřicí deformační člen (4) má čtyřhranný průřez, přičemž podélné hrany (400) měřicího deformačního členu (4) jsou sraženy a měřicí deformační člen (4) je ve své podélné ose od svého volného konce až za úroveň tenzometrů (7) opatřen dutinou (40).ŕ
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 měřicí deformační člen, na jehož povrchu jsou v blízkosti tohoto vetknutí situovány tenzometry, přičemž na protilehlém volném konci je měřici deformační člen opatřen vodičem podélného útvaru.
Dosavadní stav techniky
Většina v současné době používaných snímačů tahových sil podélných útvarů, např. nití apod., 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 měřici deformační člen zakončen. Jeho deformace se převádí na elektrický signál několika principy.
Tahové sily v podélném útvaru jsou relativně velmi malé. Proto záleží na vysoké citlivosti měřicího deformačního členu.
Je-li snímač určen pro měřeni rychlých změn trvajících několik milisekund, nebo dokonce desetin milisekundy, musí mít také vysoké dynamické parametry měřícího deformačního členu. Splněni 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 třeni vodičů podélného útvaru a také příznivá cena.
U snímačů pro běžná měření se používají měřicí 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 měřicího 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 vetknuti, kde je největší deformace měřicího deformačního členu. K převodu výchylky tohoto měřicího deformačního členu se používají také optické systémy. V těchto případech se obvykle používají dvě paralelní planžety s mezerou několik milimetrů. Konce planžet jsou vetknuty na jednom konci pevně do základny, např. tělesa rukojeti, na opačném konci do tělíska se středovým vodičem podélného útvaru. S tělískem je spřažena jedna část optického měřicího systému polohy, přičemž druhá část optického měřicího systému polohy je pevná. Tělísko s vodičem podélného útvaru na konci planžet se úměrně vychýlí podle velikosti síly a výchylka je optickým měřicím systémem převedena na elektrický signál.
Hlavní nevýhodou snímačů s planžetovým měřicím deformačním členem je nízká tuhost a tím i nízká vlastní frekvence tohoto měřicího 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 měřicího deformačního členu a tím i výstupního signálu. Skutečný signál tahové síly podélného útvaru se potom obtížně vyhodnocuje a připojený měřicí přistroj často ukazuje chybné údaje. Další nevýhodou těchto snímačů je skutečnost, že relativně velká zatěžovací síla od měřeného podélného útvaru způsobuje poměrně velkou výchylku konce měřicího 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
-1 CZ 287228 B6 velikosti výslednice těchto sil. Výstupní signál takových snímačů s narůstající tahovou silou podélného útvaru potom neroste zcela lineárně.
Pro dynamická měření má měřicí deformační člen obvykle tvar plnoprofílového nosníku, který je vetknut do základního tělesa. Volný konec měřicího deformačního členu je uzpůsoben pro upevnění vodiče podélného útvaru. Blízko místa vetknutí měřicího 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 měřicího deformačního členu.
Tyto snímače pro dynamická měření sice dosahují vysoké tuhosti měřicího deformačního členu a tím i požadované vysoké vlastni frekvence tohoto měřicího 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 měřicího deformačního členu zaručí vysokou citlivost snímače.
Podstata vynálezu
Cíle vynálezu je dosaženo snímačem tahových sil podélných útvarů, jehož podstata spočívá vtom, že měřicí deformační člen má čtyřhranný průřez, přičemž podélné hrany měřicího deformačního členu jsou sraženy a měřicí deformační člen je ve své podélné ose od svého volného konce až za úroveň tenzometrů opatřen dutinou.
Velikost sražení podélných hran měřicího deformačního členu se směrem od jeho vetknutí do základny k jeho volnému konci s výhodou zvětšuje.
Dutina v měřicím deformačním členu, zasahující alespoň za místo kde jsou situovány tenzometry, společně se sražením jeho podélných hran narůstajícím od místa vetknutí směrem k volnému konci měřicího deformačního členu sníží moment setrvačnosti a hmotnost měřicího deformačního členu, což se příznivě projeví vyšší citlivostí snímače při zachování dostatečné tuhosti měřicího deformačního členu, neboť snížení hmotnosti měřicího deformačního členu, zejména v oblasti vodiče podélného útvaru, příznivě ovlivní zejména dynamické parametry snímače.
Vodič podélného útvaru je s výhodou tvořen trubičkou, která je částí své délky uchycena ve výstupní části dutiny měřicího deformačního členu.
Výhodou tohoto uspořádání je, že tenzometry se upevňují na rovné plochy na povrchu měřicího 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 výkresech
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 měřicí hlavě.
-2CZ 287228 B6
Příklady provedení vynálezu
Snímač tahových sil podélných útvarů je tvořen dvojicí hlavních částí a to základnou a měřicím 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 měřicího deformačního členu 4. Měřicí deformační člen 4 má čtyřhranný průřez, který je v příkladě provedení znázorněném na výkrese čtvercový, přičemž v jiném neznázoměném příkladě provedení má měřicí deformační člen 4 průřez obdélníkový. V blízkosti místa vetknutí do instalační části 3 je měřicí deformační člen 4 osazen sadou tenzometrů 6.
Měřicí 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. Měřicí 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 měřicího 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 měřicího deformačního členu 4. V případě, že je měřena tahová síla podélných útvarů o vyšší tuhosti, např. u měděných nebo ocelových drátků, je vodič 2 podélného útvaru tvořen neznázoměným 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 měřicího deformačního členu 4.
Podélné hrany 400 měřicího 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 provedení jsou podélné hrany 400 měřicího deformačního členu 4 sraženy zaoblením. V dalším neznázoměném příkladě provedení jsou podélné hrany 400 měřicího deformačního členu 4 sraženy v libovolném jiném tvaru. Tímto sražením se dosáhne většího odlehčení měřicího deformačního členu 4.
Na instalační části 3 jsou umístěny veškeré prostředky potřebné pro příslušné vzájemné propojení tenzometrů 6 do měřicího můstku. U měřicích deformačních členů 4 se používají polovodičové tenzometiy, 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 připájeny vývody tenzometrů 6, vyvažovači a kompenzační odpory a propojovací drátky. Napájení takto vytvořeného tenzometrického můstku a vyvedení signálu mimo vlastní těleso snímače se provádí neznázoměným vodičem neznázorněnou podélnou dírou v montážní části 1.
Jak je znázorněno na obr. 4, je snímač tahových sil s vodičem 2 podélného útvaru obvykle zabudován do měřicí hlavy 7 se dvěma krajními vodiči 8 podélného útvaru. Měřený podélný útvar je navlečen ve vodičích střídavě. Krajní vodiče 8 podélného útvare jsou na svém obvodě opatřeny drážkou pro vedení podélného útvare. Tím je během měření zajištěna stálá poloha podélného útvare na vodiči 2 situovaném v měřicím deformačním členu 4. V někteiých případech je vodič 2 podélného útvare 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 měřicího deformačního členu 4 opatřen neznázoměným uzavřeným prstencem. Měřený podélný útvar je potom tímto prstencem provlečen.
-3 CZ 287228 B6
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 měřicí deformační člen, na jehož povrchu jsou v blízkosti tohoto vetknutí situovány tenzometry, přičemž na protilehlém volném konci je měřicí deformační člen opatřen vodičem podélného útvaru, vyznačující se tím, že měřicí deformační člen (4) má čtyřhranný průřez, přičemž podélné hrany (400) měřicího deformačního členu (4) jsou sraženy a měřicí deformační člen (4) je ve své podélné ose od svého volného konce až za úroveň tenzometrů (6) opatřen dutinou (40).
2. Snímač tahových sil podélných útvarů podle nároku 1, vyznačující se tím, že velikost sražení podélných hran (400) měřicího deformačního členu (4) se směrem od jeho vetknutí do základny k jeho volnému konci zvětšuje.
3. Snímač tahových sil podélných útvarů podle nároků la 2, vyznačující se tím, že vodič (2) podélného útvaru je tvořen trubičkou, která je částí své délky pevně uchycena ve výstupní části dutiny (40) měřicího 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 CZ11298A3 (cs) | 2000-08-16 |
| CZ287228B6 true 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 |
|---|---|
| EP0930491A3 (en) | 1999-12-15 |
| EP0930491A2 (en) | 1999-07-21 |
| CZ11298A3 (cs) | 2000-08-16 |
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 | |
| US4548085A (en) | Tension measuring device and method for flexible linear material | |
| US4548086A (en) | Deflecting spring | |
| CA2243822A1 (en) | Cantilever transducer | |
| US4283942A (en) | Load measuring device | |
| US4558756A (en) | Cantilever support beam assembly for a load cell and the like | |
| CN117073571B (zh) | 铰链与阶梯减径光栅相结合的温度自补偿光纤应变传感器 | |
| US5099700A (en) | Extensometric sensor for measuring the stresses acting on a drilling element and a device for mounting such a sensor | |
| US4788868A (en) | Strain measurement apparatus and method | |
| CN213239282U (zh) | 一种温度补偿式光纤压力传感器 | |
| WO2003029750A1 (en) | Sensor construction for measuring the bending of a construction element | |
| US4419902A (en) | Constant strain load cell | |
| US5661246A (en) | Fiber optic displacement sensor for high temperature environment | |
| CZ287228B6 (cs) | Snímač tahových sil podélných útvarů | |
| CN210108985U (zh) | 一种光纤裂纹传感器 | |
| US4478093A (en) | Dynamometer having a bending beam | |
| CN106524996B (zh) | 一种基于布拉格光栅的土体沉降观测系统 | |
| CN108120531B (zh) | 测力传感器 | |
| US5650576A (en) | Device for measuring switching force | |
| US7878077B2 (en) | Device for measuring mechanical quantities, method for measuring mechanical quantities and use of a device for measuring mechanical quantities | |
| KR900000657B1 (ko) | 원통형 비임의 힘 변환기 | |
| JPH0658273B2 (ja) | 可撓性線状材料の張力測定装置と測定方法 |
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 |