DD212094A1

DD212094A1 - METHOD AND APPARATUS FOR APPLYING EXPANSION MEASUREMENT STRIPS

Info

Publication number: DD212094A1
Application number: DD24534482A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Hoffmann
Original assignee: Glueckauf Braunkohlenwerk
Priority date: 1982-11-30
Filing date: 1982-11-30
Publication date: 1984-08-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Applikation von Dehnungsmessstreifen oder Dehnungsmessstreifengruppen an der Oberflaeche von Messobjekten, vorzugsweise von Kraftmessvorrichtungen. Das Ziel der Erfindung besteht darin, die bisherigen Montagetechnologien anhaftenden Nachteile zu beseitigen und essstellen mit wesentlich verbesserter Qualitaet herzustellen. Die erfindungsgemaesse Aufgabe ist darauf gerichtet, einzelne oder Gruppen von Dehnungsmessstreifen einer Messstelle gleichzeitig zu applizieren. Erfindungsgemaess werden die Dehnungsmessstreifen und gegebenenfalls weitere elektronische Bauelemente zuerst auf einer Traegerplatte positioniert und fixiert und danach mit dem Messobjekt verbunden. Die Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens weist dazu eine Traegerplatte, eine elastische Zwischenschicht, eine Anpressplatte und ein Andrueckelement auf. Die Erfindung kann auf dem Gebiet der Messtechnik zur Herstellung von kraftmessvorrichtungen angewendet werden.The invention relates to a method and a device for the application of strain gauges or strain gauges on the surface of DUTs, preferably of force measuring devices. The object of the invention is to eliminate the disadvantages inherent in mounting technologies and to produce them with substantially improved quality. The object of the invention is directed to applying individual or groups of strain gauges of a measuring point at the same time. According to the invention, the strain gauges and optionally further electronic components are first positioned on a carrier plate and fixed and then connected to the measurement object. The device for carrying out the method has for this purpose a Traegerplatte, an elastic intermediate layer, a pressure plate and a pressure element on. The invention can be applied in the field of metrology for the production of force measuring devices.

Description

-Y-Y-

Titeltitle

Verfahren und Vorrichtung zur Applikation von DehnungsmeßstreifenMethod and device for the application of strain gauges

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Applikation von Dehnungsmeßstreifen oder Dehnungsineß-Streifengruppen an der Oberfläche von Meßobjekten. Die Anwendung erfolgt vorzugsweise bei der Herstellung von Kraftmeßvorrichtungen zur Messung von Formänderungen, wie Dehnungen und Stauchungen, an der Oberfläche von Bauteilen.The invention relates to a method and an apparatus for applying strain gauges or strain gauges to the surface of DUTs. The application is preferably in the manufacture of force measuring devices for measuring changes in shape, such as strains and compressions, on the surface of components.

Characteristic of the known technical solutions

Ss ist allgemein bekannt, daß durch äußere Kräfte erzeugte Spannungen in Baukörpern mittels Dehnungsmessungen bestimmt werden können. Dazu werden Dehnungsmeßstreifen auf die Oberfläche des Meßobjektes aufgebracht. Die eintretenden !Formänderungen, wie Dehnungen und/oder Stauchungen der Oberfläche des Meßobjektes führen zur Änderung des inneren Widerstandes des Dehnungsmeßstreifens. Diese elektrische Änderung kann meßtechnisch erfaßt werden und ergibt in Verbindung mit dem Elastizitätsmodul ein Maß für die wirkende Spannung und damit kann die einwirkende Kraft bestimmt werden.It is generally known that stresses generated by external forces in building structures can be determined by means of strain measurements. For this purpose, strain gauges are applied to the surface of the test object. The occurring changes in shape, such as expansions and / or compressions of the surface of the object to be measured, lead to a change in the internal resistance of the strain gauge. This electrical change can be detected by measurement and results in conjunction with the modulus of elasticity a measure of the effective voltage and thus the applied force can be determined.

Der Vorgang zur technologischen Vorbereitung und Herstellung einer Meßstelle mit Dehnungsmeßstreifen wird, wie " allgemein "bekannt, als Applikation bezeichnet. Die Applikation von Dehnungsmeßstreifen stellt in der Praxis eine Arbeit mit hohem Schwierigkeitsgrad dar. Die Probleme wurden in der Literatur hinreichend beschrieben .und sind den Fachleuten bekannt.The process for the technological preparation and production of a measuring point with strain gauges is, as "generally" known, referred to as an application. The application of strain gauges is in practice a work of high difficulty. The problems have been adequately described in the literature and are known to those skilled in the art.

Die Güte einer Dehnungsmeßstreifen-Applikation und damit die Zuverlässigkeit und Qualität einer Meßstelle hängt gleichermaßen vom Dehnungsmeßstreifen, dem gewählten Bindemittel bzw« der Befestigungsmethode sowie von der handwerklichen Ausführung der Applikation ab. Größte Sorgfalt,* absolute Sauberkeit, genaue Einhaltung der Gebrauchsanweisungen und ein hohes Maß an handwerklichen Fertigkeiten sowie Routine, sind zur Hersteilung einer qualitätsgerechten und zuverlässigen Meßstelle erforderlich. Bei der Applikation von Dehnungsmeßstreifen ist es allgemein üblich, den Klebstoff auf die sorgfältig vorbereitete Klebestelle zu einer dünnen Schicht auszubreiten, den Dehnungsmeßstreifen aufzulegen und manuell anzudrücken, bis die Aushärtung erfolgt ist.The quality of a strain gauge application and thus the reliability and quality of a measuring point depends equally on the strain gauge, the selected binder or 'the method of attachment and the artisanal execution of the application. Great care, * absolute cleanliness, strict adherence to the instructions for use and a high degree of craftsmanship and routine, are required for the production of a quality and reliable measuring point. In the application of strain gauges, it is common practice to spread the adhesive on the carefully prepared splice to a thin layer to hang the strain gauge and manually press until the curing is done.

Ein weiteres Verfahren zur Applikation von Dehnungsmeßstreifen sieht vor, den Dehnungsmeßstreifen beidseitig mit Klebstoff zu versehen, ihn auf die vorbereitete Klebestelle aufzulegen und rückseitig eine Trennfolie aufzulegen, auf welche das Andrücken von Hand erfolgt. Heben dem Andrücken von Hand sind als weitere Mittel zur Positionierung der Dehnungsmeßstreifen Klammern oder gepolsterte Federklemmen verwendet worden-Another method for the application of strain gauges provides to provide the strain gauges on both sides with adhesive, hang him on the prepared splice and rear hang a release film on which the pressing is done by hand. Lifting by hand has been used as a further means of positioning the strain gauges or padded spring clips.

3Ö Ss ist weiterhin bekannt, die Dehnungsmeßstreifen mit üblichem Klebeband zu fixieren, bis die Aushärtung der Klebestelle erreicht ist.3Ö Ss is also known to fix the strain gauges with conventional tape until the curing of the splice is reached.

Mit diesen bekannten Applikationsverfahren können einzelne Dehnungsmeßstreifen oder räumlich getrennte Dehnungsmeß-Streifengruppen sehr zuverlässig und sicher befestigtWith these known application methods, individual strain gauges or spatially separated strain gage strip groups can be fastened very reliably and securely

werden- Derartige Meßstellen weisen eine gute Qualität auf.Such measuring points have a good quality.

Bei der Applikation von Dehnungsmeßstreifengruppen auf Meßstellen mit kleinen Flächen zur Aufnahme der Dehnungsmeßstreifen lassen sich die geforderten Applikationsbedingungen mit den herkömmlichen Verfahren nicht gewährleisten. Da es nicht gelingt, alle Dehnungsmeßstreifen einer Gruppe in einem Klebevorgang zu applizieren, wird in der Regel ' eine aufeinanderfolgende Befestigung vorgenommen. Dabei ist nachteilig, daß die für alle Dehnungsmeßstreifen vorbereitete Fläche an der Meßstelle in der Qualität beeinträchtigtWhen applying strain gauge groups to measuring sites with small areas for receiving the strain gauges, the required application conditions can not be guaranteed with the conventional methods. Since it is not possible to apply all the strain gauges of a group in a gluing process, 'a sequential attachment is usually made. The disadvantage here is that the surface prepared for all strain gauges affects the quality at the measuring point

wird, weil Klebstoffreste der vorherigen Befestigung die Kontaktfläche verschmutzen. Es ist nicht möglich, die Fläche wieder in der erforderlichen Qualität vorzubereiten. Bei einer Verwendung von Zweikomponenten-Klebstoff ist es sehr schwierig, die gleiche Klebstoffzusammensetzung zu garantieren und mit gleichem Anpreßdruck die gleiche Aushärtezeit zu erreichen.is because adhesive residues of the previous attachment pollute the contact surface. It is not possible to prepare the surface again in the required quality. When using two-component adhesive, it is very difficult to guarantee the same adhesive composition and reach the same curing time with the same contact pressure.

Versuche haben gezeigt, daß trotz sorgfältiger Arbeit bei der Applikation von Dehnungsmeßstreifengruppen die einzelnen Dehnungsmeßstreifen unterschiedliche Verhaltensweisen bei gleichen Formänderungen an der Meßstelle zeigten.. Nach der DS-OS 1773655 ist bekannt, Dehnungsmeßstreifengruppen mit Hilfe von Federn innerhalb eines Rahmens in der vorgegebenen Position zu fixieren und zu vergießen* Diese Applikation läßt sich für die Anordnung von Dehnungsmeßstreif engruppen auf der Oberfläche von Meßobjekten nicht übertragen.Experiments have shown that despite careful work in the application of Dehnungsmeßstreifengruppen the individual strain gauges showed different behaviors at the same changes in shape at the measuring point .. According to DS-OS 1773655 is known to fix strain gauges using springs within a frame in the predetermined position and shed * This application can not be transferred for the arrangement of strain gauges on the surface of DUTs.

Object of the invention

• Es ist Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Applikation von Dehnungsmeßstreifengruppen auf der Oberfläche von Meßstellen zu entwickeln, wobei die Meßstelle in wesentlich besserer Qualität hergestellt werden kann.It is an object of the invention to develop a method and a device for the application of strain gauge groups on the surface of measuring points, wherein the measuring point can be produced in a much better quality.

Darlegung des Wesens der Erfindung ". Explanation of the essence of the invention ".

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein'Verfahren und eine Vorrichtung zur Applikation von Dehnungsmeßstreifengruppen auf der Oberfläche von Meßstellen zu entwickeln, bei dem auf räumlich begrenzten Herstellen in einem Klebevorgang unter Einhaltung der geforderten Applikationsbedingungen, wie gleiche Klebstoffzusammensetzung, gleichmäßig starke Klebemittel schicht , gleichmäßig vorbereitete Klebefläche, die Dehnungsmeßstreifen unter genauer Einhaltung der festgelegten Position appliziiert werden.The invention has the object, a 'method and apparatus for application of strain gauge groups on the surface of measuring points to develop, in which spatially limited production in an adhesive process in compliance with the required application conditions, such as the same adhesive composition, uniformly strong adhesive layer evenly prepared Adhesive surface, the strain gauges are applied under strict adherence to the specified position.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe.dadurch gelöst, daß ein oder mehrere Dehnungsmeßstreifen auf einer Trägerplatte in einer vorgegebenen Geometrie positioniert und fixiert werden und danach die bestückte und gegebenenfalls mit wei-According to the invention the object is achieved by one or more strain gauges are positioned and fixed on a support plate in a predetermined geometry and then the populated and optionally with

1-5 teren Bauelementen versehene Trägerplatte an dem Meßobjekt befestigt wird. Eine besondere Ausbildungsform der Erfindung sieht vor, die Dehnungsmeßstreifen durch Zwischenlage eines Trennmittels nicht direkt mit der Trägerplatte zu verbinden.1-5 teren components provided support plate is attached to the DUT. A particular embodiment of the invention provides, the strain gauges by interposition of a release agent does not connect directly to the carrier plate.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus Trägerplatte, elastischer Zwischenschicht, Anpreßplatte und einem oder mehreren Andrückelementen. Auf der Trägerplatte sind auf der dem Meßobjekt zugewandten Seite die Dehnungsmeßstreifen aufgebracht und positioniert und die dem Meßobjekt abgewandte Seite weist eine oder mehrere leitfähige Schichten auf die gleichzeitig zur elektrischen Verbindung noch vorhandener weiterer elektronischer Bauelemente und zum elektrischen Anschluß der Dehnungsmeßstreifen dienen. Als Trägerplatte kann eine bekannte Leiterplatte verwendet werden, die zweiseitig und /oder mehrschichtige leitfähige Schichten aufweist.The device for carrying out the method consists of carrier plate, elastic intermediate layer, pressure plate and one or more pressing elements. On the support plate on the side facing the object to be measured, the strain gauges are applied and positioned, and the side facing away from the object to be measured has one or more conductive layers on which further electronic components are still present for the electrical connection and for the electrical connection of the strain gauges. As a carrier plate, a known printed circuit board may be used, which has two-sided and / or multi-layer conductive layers.

- 5 -Ausführungsbeispiel - 5 - embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden» In der zugehörigen Zeichnung zeigenThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment

Pig. 1: Schnittdarstellung durch eine Meßstelle mit auf der Trägerplatte "befestigten Dehnungsmeßstreifen Pig. 1: sectional view through a measuring point with on the support plate "attached strain gauges

Fig· 2: Schnittdarstellung durch eine Meßstelle mit zwischen Dehnungsmeßstreifen und Trägerplatte angeordneten Trennmittel2 shows a sectional view through a measuring point with separating means arranged between the strain gauges and the carrier plate

Fig. 3' Schnittdarstellung einer kompletten Vorrichtung zur Applikation von DehnungsmeßstreifenFig. 3 ' sectional view of a complete device for the application of strain gauges

Zur Applikation von Dehnungsmeßstreifen 3 auf einem Meßobjekt 1, insbesondere bei der gruppenweisen Anordnung der Dehnungsmeßstreifen 3, werden auf einer bekannten Leiterplatte als Trägerplatte 2 die Dehnungsmeßstreifen 3 derart angebracht, daß ihre Anschlußleitungen 11 durch Bohrungen in der Trägerplatte 2 geführt werden. Die Festlegung der vorgeschriebenen Position kann dann dadurch erreicht werden, daß entweder die Dehnungsmeßstreifen 3 auf der Trägerplatte 2 aufgeklebt werden oder bei Zwischenlage eines Trennmittels 5 eine genügende Biegesteifigkeit der Anschlußleitungen 11 gegeben ist, wenn deren Enden mit der leitfähigen Schicht 9 verbunden sind · Durch Aufbringen weiterer elektronischer Bauelemente 11 auf die den Dehnungsmeßstreifen 3 entgegengesetzte Seite der Trägerplatte 2 und ihre schaltungstechnische Verbindung mit der leitfähigen Schicht kann eine komplette . Schaltung aufgebaut werden, deren Ausgangssignal über die Anschlußleitungen 12 an die Auswerteelektronikeinheit weitergeleitet wird. Auf die bestückte Trägerplatte 2 und/oder auf das Meßobjekt 1 wird Klebstoff 4 aufgegeben.For application of strain gauges 3 on a test object 1, in particular in the groupwise arrangement of the strain gauges 3, the strain gauges 3 are mounted on a known circuit board as a support plate 2 such that their leads 11 are guided through holes in the support plate 2. The determination of the prescribed position can then be achieved by either the strain gauges 3 are glued to the support plate 2 or given the interposition of a release agent 5 sufficient bending stiffness of the leads 11, when the ends are connected to the conductive layer 9 · By applying Further electronic components 11 on the strain gauges 3 opposite side of the support plate 2 and their circuit connection with the conductive layer can be a complete. Are constructed circuit whose output signal is forwarded via the leads 12 to the Auswerteelektronikeinheit. On the stocked carrier plate 2 and / or on the test object 1 adhesive 4 is abandoned.

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Mit Hilfe eines Andrückelementes 8 wird über die Anpreßplatte 7 und einer zum Schutz der elektronischen Bauelemente 10 eingelegten elastischen Zwischenschicht 6 die Trägerplatte 2 an das Meßobjekt gedruckt. Fach der Aushärtung des Klebstoffes 4 können das Andrückelement 8, die Anpreßplatte 7 und die elastische Zwischenschicht 6 entfernt werden.With the aid of a pressing element 8, the carrier plate 2 is printed on the test object on the pressure plate 7 and a loaded to protect the electronic components 10 elastic intermediate layer 6. Tray of the curing of the adhesive 4, the pressure element 8, the pressure plate 7 and the elastic intermediate layer 6 can be removed.

Die hergestellte Meßstelle zeichnet sich dadurch aus, daß die vorgegebene geometrische Anordnung der Dehnung sineßstreifen 3 exakt eingehalten ist und eine homogene Verklebung mit dem Meßobjekt erfolgt.The measuring point produced is characterized by the fact that the predetermined geometric arrangement of the elongation sineßstreifen 3 is exactly adhered to and a homogeneous bonding takes place with the measurement object.

Claims

1. A method for the application of strain gauges, in particular strain gauges on the surface of DUTs, preferably Kraftmeßvorrichtungen, characterized in that one or more strain gauges (3) on a support plate (2) positioned in a predetermined geometry and 'fixed and connect with the Meßob.jekt (1) takes place.

2. A method for the application of strain gauges according to item 1, characterized in that first the strain gauges (3) with the 'support plate (2) are firmly bonded and then the assembled carrier plate (2) with the test object (1) is connected.

3 · Method of applying strain gauges according to item 1, characterized in that first a separating means (5) is applied between the carrier plate (2) and the strain gauges (3) and then the assembled carrier plate (2) is firmly connected to the test object (1) becomes.

4. Apparatus for carrying out the method for the application of strain gauges, characterized in that a carrier plate (2), an elastic intermediate layer (6), a pressure plate (7) and a pressure element (8) are provided.

5. Apparatus for carrying out the method according to item 4, characterized in that the carrier plate (2) on the measuring object (1) side facing strain gauges (3) and the measurement object (1) facing away from one or more conductive layers (9 ) on-

and that further electronic components (10) are preferably arranged on this side.

6. Apparatus for carrying out the method according to item 5, characterized in that the leads (11) of the strain gauges (3) and the electronic components (10) by means of the conductive layers (9) are electrically connected.

7 · Apparatus for carrying out the method according to the points 5 and 6, characterized in that a known printed circuit board is used as the carrier plate (2).

- 7 claim for invention

8. Apparatus for carrying out the method according to item 7, characterized in that the conductive layers (9) are present on the side facing the test object (1) «

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