DE1180549B

DE1180549B - Strain gauges and method of making the same

Info

Publication number: DE1180549B
Application number: DEE18572A
Authority: DE
Inventors: Imre Baumgarten; Mihaly Horvath; Gusztav Kadler
Original assignee: ELEKTRONIKUS
Current assignee: ELEKTRONIKUS
Priority date: 1958-12-09
Filing date: 1959-11-30
Publication date: 1964-10-29

Description

Dehnungsmeßstreifen und Verfahren zur Herstellung desselben Die Erfindung betrifft einen Dehnungsmeßstreifen und das Verfahren zur Herstellung desselben.Strain gauges and method of making the same The invention relates to a strain gauge and the method of making the same.

Es ist bereits bekannt, Dehnungsmeßstreifen nach der Bandwebetechnik herzustellen, und zwar aus dem Grunde, um die Vorteile dieser einfachen und vollmechanisierten Fertigungsmethode auszunutzen. Der mittels Bandwebetechnik hergestellte Dehnungsmeßstreifen wird aus einem quergewebten Band herausgeschnitten, wobei ein elektrisch nichtleitendes Material (Textil- oder Kunststoff) das Schußgarn des Bandes bildet, während als Kettengarn ein Widerstandsdraht verwendet wird, dem die Funktion zufällt, die Dehnung zu erfassen. It is already known to use strain gauges using the tape weaving technique manufacture, for the reason to take advantage of this simple and fully mechanized Exploit manufacturing method. The strain gauge produced by means of ribbon weaving technology is cut from a cross-woven tape, one being electrically non-conductive Material (textile or plastic) forms the weft of the tape, while as Chain yarn a resistance wire is used, which has the function of stretching capture.

Dieser vielversprechende Gedanke bewährte sich aber in der Praxis nicht, da sich die Gewebetechnologie nicht ohne Vorbehalt auf die Fertigung von Dehnungsmeßstreifen anwenden läßt. Zur Dehnungsmessung ist nämlich nur ein Dehnungsmeßstreifen brauchbar, dessen Widerstandsdraht als dehnungsfühlendes Element auch in einem nicht angespannten Zustand gerade und straff ist und der den Hauptdehnungsrichtungen des Prüfkörpers ohne jegliche Wellenbildung folgt, wodurch die Gefahr der Entstehung gewisser Arten der sogenannten »toten Widerstände« unterbunden wird. Eine Art der toten Widerstände ist zwar selbst durch den mechanischen Aufbau des Dehnungsmeßstreifens, nämlich durch die Richtungsänderung des sinus- oder mäanderförmigen Widerstandsdrahtes an den Umlenkstellen bedingt, da der gekrümmte Abschnitt des Widerstandsdrahtes nicht in die Meßrichung fällt, sondern zu dieser vertikal oder geneigt verläuft. Um den Nachteilen, die diesem Zustand anhaften, vorzubeugen, wurden ziemlich umständliche Lösungen, z. B. elektrischer Kurzschluß der Krümmungen, vorgeschlagen. However, this promising idea has proven itself in practice not because the tissue technology is not applied without reservation to the manufacture of Can use strain gauges. There is only one strain gauge for measuring the strain useful, its resistance wire as a strain-sensing element not even in one tense state is straight and taut and the main stretching directions of the Test specimen follows without any wave formation, reducing the risk of formation certain types of so-called "dead resistance" are prevented. One kind of dead resistance is itself due to the mechanical structure of the strain gauge, namely by changing the direction of the sinusoidal or meandering resistance wire conditional at the deflection points, since the curved section of the resistance wire does not fall in the direction of measurement, but runs vertically or inclined to this. In order to avoid the disadvantages inherent in this condition, they have been made quite cumbersome Solutions, e.g. B. electrical short circuit of the curvatures proposed.

Bei den unter Anwendung der bisher bekannten Gewebetechnik hergestellten Dehnungsmeßstreifen zeigt sich aber eine von Eventualitäten abhängige und aus diesem Grund im voraus überhaupt nicht zu berücksichtigende Abart der toten Widerstände. Um eine Erhöhung der Empfindlichkeit herbeizuführen, werden in dem aus möglichst dünnem Gewebematerial hergestellten Dehnungsmeßstreifen auf je 10 mm etwa 100 bis 300 Kettenfäden verwendet. Es muß also der relativ starre, als Schußgarn eingeführte Widerstandsdraht wegen der in Querrichtung verlaufenden Kettenfäden je 10 mm 100- bis 300mal von der Hauptdehnungsrichtung abweichen. In the case of those produced using the previously known tissue technology However, strain gauges show a contingency dependent and from this Reason not to be considered in advance at all variant of the dead resistances. In order to bring about an increase in the sensitivity, the thin tissue material made strain gauges to 10 mm about 100 to 300 warp threads used. So it must be the relatively rigid one introduced as a weft yarn Resistance wire because of the chain threads running in the transverse direction each 10 mm 100- deviate up to 300 times from the main stretching direction.

Es wird zwar der Dehnungsmeßstreifen im Laufe des Anklebens an den Prüfkörper einer Dehnung in gewissem Sinne und in gewisser Richtung unterworfen; jedoch ist die Wirksamkeit und insbesondere die Richtung dieser Verformung vollauf unberechenbar. Although it becomes the strain gauge in the course of sticking to the Test specimen subjected to elongation in a certain sense and in a certain direction; however, the effectiveness and especially that Direction of this deformation fully unpredictable.

Es ist leicht möglich, daß die zusätzliche Längung des Widerstandsdrahtes aus der Welligkeit heraus um mehrere Größenordnungen höher liegt als die bei Dehnungsmessungen je 10 mm vorkommende Längenänderung von etwa 10 Mikron, was zur Folge hat, daß der Dehnungsmeßstreifen die Verformung, wie sie am Meßkörper infolge der Beanspruchung auftritt, überhaupt nicht erfaßt. Fernerhin ist es auch möglich, daß diese Zusatzlänge gerade vertikal zur dehnungsempfindlichen Achse liegt und somit eine Weitere Abart der den Dehnungskoeffizienten verfälschenden toten Widerstände darstellt.It is easily possible that the additional elongation of the resistance wire due to the waviness is several orders of magnitude higher than that of strain measurements every 10 mm occurring change in length of about 10 microns, with the result that the Strain gauges show the deformation as they occur on the measuring body as a result of the stress occurs, not recorded at all. Furthermore, it is also possible that this additional length is just vertical to the stretch-sensitive axis and thus a further variety which represents the dead resistance falsifying the expansion coefficient.

Die Erfindung stellt die Aufgabe, diese Nachteile durch eine geeignete Wahl der sonst an sich bekannten Webetechnik und durch Entwicklung einer geeigneten Fertigungsmethode zu beseitigen. The invention has the task of addressing these disadvantages by means of a suitable Choice of the otherwise known weaving technique and development of a suitable one Eliminate manufacturing method.

Die Erfindung betrifft einerseits einen Dehnungsmeßstreifen, der einen Widerstandsdraht enthält, und aus diesem und einem elektrisch nichtleitenden Garnmaterial nach einem an sich bekannten Bandwebeverfahren in einem einzigen Webvorgang hergestellt ist und dadurch gekennzeichnet ist, daß der Widerstandsdraht auf dem bandförmigen, elektrisch nichtleitenden Grundgewebe aufliegt und auf dasselbe mitlels Fäden angewoben ist, sowie ein Verfahren zum Herstellen dieser Dehnungsmeßstreifen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens zwei Kettenbäume und mindestens zwei Schützen angewendet werden und das Grundgewebe aus dem Garn eines oder mehrerer Kettenbäume und eines oder mehrerer Schützen hergestellt wird, während durch die Garne der übrigen Kettenbäume der mittels des Schützen eingeführte Widerstandsdraht und das übrige Einschußgarn angebunden wird. The invention relates on the one hand to a strain gauge which contains a resistance wire, and from this and an electrically non-conductive Yarn material according to a known ribbon weaving process in a single weaving process is made and is characterized in that the resistance wire on the band-shaped, electrically non-conductive base fabric rests and on the same means Threads is applied, as well as a method for making these strain gauges, which is characterized in that at least two chain trees and at least two Protect are applied and the base fabric from the yarn one or more Chain trees and one or more shooters is made while by the Yarns of the remaining chain trees of the resistance wire introduced by means of the shooter and the remaining weft yarn is tied up.

Der Widerstandsdraht ist also beim erfindungsgemäßen Dehnungsmeßstreifen nicht in das Grundgewebe eingewoben, sondern nur auf dasselbe aufgewoben, wodurch sich erreichen läßt, daß der Widerstandsdraht frei von Wellen in einer Ebene liegt und beim Messen sofort durch eine Widerstandsänderung auf die Deformierung, wie sie am Prüfkörper infolge der Belastung auftritt, anspricht. The resistance wire is therefore in the strain gauge according to the invention not woven into the basic fabric, but only woven onto the same, whereby it can be achieved that the resistance wire is free of waves in one plane and when measuring immediately by a change in resistance to the deformation, such as it occurs on the test body as a result of the load, responds.

Auch bei den auf diese Weise hergestellten Dehnungsmeßstreifen bilden die einzelnen Windungen des Widerstandsdrahtes Windungsgruppen, die voneinander durch gewebetechnologisch bedingte Abstände getrennt sind. Durch Zerschneiden des Bandes vertikal zur Längsrichtung zwischen jeweils zwei Gruppen läßt sich eine jede dieser Windungsgruppen in selbständige Dehnungsmeßstreifen überführen. Also form with the strain gauges produced in this way The individual turns of the resistance wire are groups of turns that are separate from each other are separated by distances due to tissue technology. By cutting the Tape vertical to the longitudinal direction between any two groups can be any Convert these winding groups into independent strain gauges.

Vor oder nach dem Zerschneiden werden die Dehnungsmeßstreifen mit Anschlüssen versehen. Before or after cutting, the strain gauges are included Connections.

Die Zeichnungen lassen eine beispielsweise Ausführungsform erkennen: F i g. 1 stellt das Band mit erfindungsgemäßen Dehnungsmeßstreifen vor dem Zerschneiden dar; Fig.2 zeigt einen Querschnitt durch den Dehnungsmeßstreifen nach Fig. 1. The drawings show an example of an embodiment: F i g. 1 shows the tape with strain gauges according to the invention before cutting dar; FIG. 2 shows a cross section through the strain gauge according to FIG. 1.

Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, liegt der Widerstandsdraht auf dem Grundgewebe. Zur Herstellung werden zwei Kettenbäume und drei Schützen verwendet. Das Grundgewebe wird aus den Kettengarnen eines Kettenbaumes und aus den Schußgarnen eines Schützen hergestellt. Mit den Garnen des zweiten Kettenbaumes wird der durch den zweiten Schützen eingeführte Widerstandsdraht zusammen mit den Schußgarnen des dritten Schützen an das Grundgewebe angewoben. As can be seen from the drawings, the resistance wire is on the base fabric. Two chain trees and three shooters are used to make it. The base fabric is made from the warp yarns of a warp tree and the weft yarns made by a shooter. With the yarns of the second chain tree, the resistance wire introduced to the second shooter together with the weft yarns of the third archers woven to the base fabric.

Claims

Claims: 1. Strain gauge, a resistance wire contains and from this and an electrically non-conductive yarn material after a known ribbon weaving process is produced in a single weaving process, d u r c h e k e nn n z e i c h n e t that the resistance wire on the ribbon-shaped electrically non-conductive base fabric rests on it and woven onto it by means of threads is.

2. A method for producing strain gauges according to claim 1, characterized in that at least two chain trees and at least two shooters are used and the base fabric is made from the yarn of one or more warp trees and one or more shooters is made while by the yarns of the rest Chain trees the resistance wire introduced by means of the shooter and the rest Weft yarn are tied.

Documents considered: British Patent No. 723370.