DE1190205B - Einrichtung zur Messbereichsverstellung bei Messwertumformern nach dem Prinzip des Kraftvergleichs - Google Patents

Einrichtung zur Messbereichsverstellung bei Messwertumformern nach dem Prinzip des Kraftvergleichs

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DE1190205B
DE1190205B DES57708A DES0057708A DE1190205B DE 1190205 B DE1190205 B DE 1190205B DE S57708 A DES57708 A DE S57708A DE S0057708 A DES0057708 A DE S0057708A DE 1190205 B DE1190205 B DE 1190205B
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DE
Germany
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lever
intermediate lever
force
levers
measuring
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Application number
DES57708A
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English (en)
Inventor
Horst Britz
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/08Measuring force or stress, in general by the use of counterbalancing forces
    • G01L1/083Measuring force or stress, in general by the use of counterbalancing forces using hydraulic or pneumatic counterbalancing forces

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

  • Einrichtung zur Meßbereichsverstellung bei Meßwertumformern nach dem Prinzip des Kraftvergleichs Bei kraftvergleichenden Meßumformern wird ein gewöhnlich zweiarmiger Hebel einer Kraftwaage von der Meßkraft ausgelenkt und über einen Verstärker eine Gegenkraft erzeugt, die den Ausschlag der Kraftwaage rückgängig macht (Kompensation).
  • Der die Gegenkraft erzeugende Verstärker kann mit elektrischer, hydraulischer oder pneumatischer Hilfskraft arbeiten. Als Meßkraft wirkt z. B. bei der Durchflußmessung der Differenzdruck an einer Blende auf eine Membran, die mit der Kraftwaage verbunden ist. An Stelle des Differenzdruckes können auch beliebige andere, z. B. elektrische Meßgrößen am Hebelarm der Kraftwaage angreifen. Bei einer bekannten Ausführungsform eines Meßwertumformers stützt sich das Kompensationssystem gegen eine feste Unterlage ab und lenkt einen Zwischenhebel aus, der seine Bewegung über eine längs des Zwischenhebels verstellbare Schneide auf den Hebel der Kraftwaage überträgt. Bei der Verstellung der Schneide wird der Meßbereich verstellt, d. h., es kann hierdurch der Bereich der an der Kraftwaage angreifenden Meßkraft verändert werden, der durch einen festen Bereich der Kompensationskraft, z. B. zwischen ... .1 kg zu beherrschen ist. Der bekannte Meßumformer hat eine verhältnismäßig große Baulänge, und außerdem läßt sich hierbei der Meßbereich durch Verlagerung des Drehpunktes des Waagebalkens nur in relativ engen Grenzen verstellen. Um die Anzahl der z. B. bei der Durchflußmessung notwendigen Typen von Meßumformern möglichst klein zu halten, soll jedoch der Meßbereich in sehr weiten Grenzen eingestellt werden können.
  • Bei einer Einrichtung zur Meßbereichsverstellung bei Meßwertumformern nach dem Prinzip des Kraftvergleichs, bei denen der Drehpunkt ihres Waagebalkens verlagert werden kann und bei denen das die Kompensationskraft erzeugende System (Kompensationssystem) über einen Zwischenhebel auf den Hebel der Kraftwaage wirkt, ist gemäß der Erfindung der Drehpunkt des Zwischenhebels auf einer zu dem Hebel der Kraftwaage parallelen Führungsbahn verschiebbar und der Hebel der Kraftwaage mit dem Zwischenhebel an einem Ende gelenkig verbunden, und das Kompensationssystem greift zwischen den Hebeln an und wirkt auf beide Hebel in entgegengesetzter Richtung.
  • Der neue Meßumformer läßt sich mit sehr kleiner Baulänge ausführen. Außerdem kann der Meßbereich in sehr weiten Grenzen verstellt werden. Ein Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung aufgebauten Meßumformers soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.
  • Fig. 1 zeigt dabei in rein schematischer Darstellung das Wirkungsprinzip, während Fig.2 eine perspektivische Ansicht einer ausgeführten Konstruktion wiedergibt.
  • Als Kompensationssystem ist in dem Ausführungsbeispiel ein Faltenbalg 3 angenommen, der an einen pneumatischen Verstärker angeschlossen ist. Statt dessen können auch andere Kraftkompensationssysteme, z. B. auch ein elektrodynamisches Tauchspulsystem, benutzt werden. Der Magnet des Tauchspulsystems wird dabei an einem der beiden Hebel befestigt, während die Tauchspule am anderen Hebel angreift. Nach F i g. 1 wird der Hebelarm 4 der Kraftwaage, der um die Achse 5 drehbar gelagert ist. von einer Meßkraft ausgelenkt, die z. B. an seinem rechten Ende angreift und in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Der Hebel 4 ist an seinem linken Ende über einen Stab, ein Band oder ein Seil 6, das an den Gelenkpunkten 7 und 8 angreift, mit dem linken Ende eines Zwischenhebels 9 verbunden. Der Zwischenhebel ist um die Schneide 10 drehbar gelagert, die zur Verstellung des Meßbereiches zwischen den Grenzlinien 1 und 2 verschoben werden kann. Zwischen den beiden Hebeln 4 und 9 ist der Faltenbalg 3 angeordnet, der sich mit seinen beiden Enden gegen beide Hebel abstützt und sie auseinanderdrückt. Der Faltenbalg ist über die Druckleitung 11 an einen nicht dargestellten pneumatischen Verstärker angeschlossen. Der Verstärker tastet mit einem ebenfalls nicht gezeichneten Fühlglied, beispielsweise mittels einer Düsen-Prallplattenanordnung, die Stellung des Hebels 4 der Kraftwaage ab und erzeugt eine solche Gegenkraft im Faltenbalg 3, daß die durch die Meßkraft bewirkte Auslenkung des Hebels 4 wieder rückgängig gemacht wird. Der Meßbereich, d. h. der Bereich der Meßkraft, der durch einen bestimmten festen Bereich der Gegenkraft, beispielsweise einen Druck zwischen 0 . . .1 atü im Faltenbalg 3 ausgewogen werden kann, läßt sich durch Verschieben der Schneide 10 verändern. Steht die Schneide 10 in der Nähe der Grenzlinie 2, so ist ein kleiner Meßbereich eingestellt, d. h., bei einer relativ kleinen, am Hebelarm4 angreifenden Meßkraft ist der Verstärker bereits ausgesteuert und liefert den angenommenen Ausgangsdruck von 1 atü in den Faltenbalg 3. Verschiebt man die Schneide 10 weiter nach links, so können mit dem Kompensationsdruck von 1 atü im Faltenbalg immer größere Meßkräfte am Hebelarm kompensiert werden. Theoretisch läßt sich bei einer Verschiebung von der Linie 1 zur Linie 2 eine Bereichsverstellung vom Wert Null bis zum Wert Unendlich durchführen. Der Bereich ändert sich hierbei zwar nicht linear mit der Verschiebung der Schneide 10, sondern entsprechend einer Hyperbel, jedoch läßt sich in der Praxis der ganze Bereich der Hyperbel mit Ausnahme der beiden Enden ausnutzen.
  • Aus Fig. 2 erkennt man konstruktive Einzelheiten. Der Hebelarm 4 der Kraftwaage ist um die Achse 5 schwenkbar. Ein Gelenkband 6, das an seinem oberen Ende mit dem Hebel4 vernietet und unten am Zwischenhebel 9 befestigt ist, sorgt für die gelenkige Verbindung der Hebel 4 und 9. Der Hebel 9 ist in der Mitte mit einem Schlitz 12 versehen.
  • Durch diesen Schlitz greift ein in der Zeichnung nicht sichtbarer, die Mutter 13 mit der Schneide 14 verbindender Stift. Die Schneide 14 liegt auf einer plangeschliffenen Gleitfläche 15, die über Führungsbahnen verfügt, auf. Am Zwischenhebel 9, der an beiden Enden rechtwinklig abgebogen ist, greift am rechten Ende eine Traverse 16 an. An dieser Traverse sind zwei Blattfedern 17 und 18 befestigt, die zu beiden Seiten der Führungsbahnen längs der Gleitfläche 15 verlaufen und an den Stellen 19 und 20 befestigt sind. Diese Blattfedern verhindern, daß der Zwischenhebel mit der Schneide sich bei der Bewegung der Kraftwaage in seiner Längsrichtung verschieben kann. Die Mutter 13, an der die Schneide befestigt ist, die den Drehpunkt des Zwischenhebels 9 bildet, wird auf einer Spindel 21 geführt, welche in den beiden abgebogenen Endteilen des Zwischenhebels drehbar gelagert ist und mit Hilfe einer Rändelscheibe 22 verstellt werden kann. Zur Einstellung des Meßbereiches ist beispielsweise längs des Zwischenhebels 9 eine Skala und an der Mutter 13 eine entsprechende Markierung angebracht. Eine ähnliche Einstellskala kann auch an der Rändelscheibe 22 angeordnet sein.
  • Am linken Ende des Hebels 4 ist die Prallplatte 23 angebracht, die eine nicht dargestellte Ausströmdüse aussteuert und damit über einen pneumatischen Verstärker den Druck im Faltenbalg 3 einstellt.

Claims (5)

  1. Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Meßbereichsverstellung bei Meßwertumformern nach dem Prinzip des Kraftvergleichs, bei denen der Drehpunkt ihres Waagebalkens verlagert werden kann und bei denen das die Kompensationskraft erzeugende System (Kompensationssystem) über einen Zwischenhebel auf den Hebel der Kraftwaage wirkt, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß der Drehpunkt des Zwischenhebels (9) auf einer zu dem Hebel der Kraftwaage (4) parallel sich erstreckenden Führungsbahn (15) verschiebbar und der Hebel der Kraftwaage (4) mit dem Zwischenhebel (9) gelenkig verbunden ist und daß das Kompensationssystem (3) zwischen den Hebeln (4, 9) angreift und in entgegengesetzter Richtung auf beide Hebel wirkt.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gelenkband (6) die beiden Hebel (4, 9) miteinander verbindet und die Angriffspunkte (7, 8) des Gelenkbandes (6) mit den Drehpunkten (5, 10) der beiden Hebel (4, 9) ein Gelenkviereck bilden.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Zwischenhebels (9) aus einer auf der Führungsbahn (15) verschiebbaren Schneide (14) besteht.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (14) z. B. mittels einer am Zwischenhebel (9) gelagerten Spindel (21) längs des Zwischenhebels (9) verstellbar ist.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenhebel (9) an seinem freien Ende mittels elastischer Glieder, z.B. Blattfedern (17, 18) zu beiden Seiten der Führungsbahnen (15) der Schneide (14), gegen eine Verschiebung in seiner Längsrichtung gesichert ist.
    In Betracht gezogene Druckschriften: »Regelungstechnik«, Heft 4, 2. Jahrgang, 1954, S. 74 bis 83; »mesures«, Juni 1955, Nr. 2 7, S. 409 und 410.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3119676A1 (de) * 1980-05-21 1982-02-04 Valmet Oy, 001300 Helsinki "hebelwerk"

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