DE1231031B - Force measuring device - Google Patents
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Description
Kraftmeßvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Kraftmeßvorrichtung mit einem mechanischen Verformungsglied und einem oder mehreren mit diesem zusammen wirkenden ohmschen Meßelementen, z. B. elektrischen Widerstandsdehnungsmeßstreifen, sowie mit einer elektrischen Schaltung zur Kompensation temperaturbedingter Änderungen des E-Moduls des Verformungsgliedes mittels eines temperaturabhängigen Widerstandes.Force measuring device The invention relates to a force measuring device with a mechanical deformation member and one or more together with this acting ohmic measuring elements, z. B. electrical resistance strain gauges, as well as with an electrical circuit to compensate for temperature-related changes of the modulus of elasticity of the deformation element by means of a temperature-dependent resistor.
Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art bewirkt die zu messende Kraft eine Verformung des Verformungsgliedes und damit eine entsprechende Änderung der elektrischen Leitfähigkeit des/der mit dem Verformungsglied zusammenwirkenden ohmschen Meßelemente(s). Um den Auswirkungen der temperaturbedingten Anderung des E-Moduls des Verformungsgliedes zu begegnen, ist dem/den Meßelement(en) in der Speiseleitung noch ein temperaturabhängiger Widerstand vorgeschaltet, welcher den Widerstand des/der Meßelemente(s) im gleichen Maße erhöht, wie sich der E-Modul des Verformungsgliedes verringert und umgekehrt. Voraussetzung für diese herkömmliche Art der Temperaturkompensation ist jedoch, daß der Widerstand der Speisequelle klein gegen den Widerstand des/der Meßelemente(s), auch Aufnehmer genannt, ist. In known devices of this type, the force to be measured causes a deformation of the deformation member and thus a corresponding change in the electrical conductivity of the ohmic co-operating with the deformation element Measuring elements (s). About the effects of the temperature-related change in the modulus of elasticity counteracting the deformation element is the measuring element (s) in the feed line a temperature-dependent resistor connected upstream, which determines the resistance of the Measuring element (s) increases to the same extent as the modulus of elasticity of the deformation element decreased and vice versa. Prerequisite for this conventional type of temperature compensation is, however, that the resistance of the supply source is small compared to the resistance of the Measuring element (s), also called transducers, is.
Es hat sich nun gezeigt, daß - insbesondere bei Wechselspannungsbetrieb - niederohmige Aufnehmer, vorzugsweise solche mit einem Widerstand zwischen 120 und 600 Ohm, weniger äußeren Störeinflüssen ausgesetzt sind als hochohmige Typen. It has now been shown that - especially with AC voltage operation - low-resistance transducers, preferably those with a resistance between 120 and 600 ohms, are less exposed to external interference than high-resistance types.
Nachteilig zeigt sich noch bei niederohmigen Aufnehmern ein Einfluß aucb kleiner Widerstandsänderungen in den Speiseleitungen, z. B. veränderliche Kabel- oder Übergangswiderstände, auf die Empfindlichkeit der Meßvorrichtung.The disadvantage is that there is still an influence in the case of low-resistance transducers also small changes in resistance in the feed lines, e.g. B. variable cable or contact resistances, on the sensitivity of the measuring device.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen nachteiligen Einfluß auf ein zulässiges Maß herabzusetzen, hierbei aber eine wirkungsvolle Temperaturkompensation beizubehalten. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Widerstand der Speisespannungsquelle für die Meßelemente groß gegenüber dem Widerstand des/der Meßelemente(s) (Aufnehmerwiderstand) ist und der temperaturabhängige Widerstand unter Berücksichtigung des gesamten Widerstandes im Speisestromkreis, bestehend aus Speisespannungsquelle, Zuleitungen und Meßelement(en) ausgelegt ist. Die erfindungsgemäße Kraftmeßvorrichtung verbindet die günstigen Eigenschaften der bekannten niederohmigen Aufnehmer, wie geringe Anfälligkeit gegen schlechte Isolationswiderstände, Fremdeinstreuungen und Kabelkapazi- täten mit einem geringen Einfluß der Änderungen des Zuleitungswiderstandes sowie einer guten Temperaturkompensation. Die Verwendung einer hochohmigen Spannungsquelle bringt den weiteren Vorteil, daß die Aufnehmerspeisung kurzschlußfest wird und eine Beschädigung durch fehlerhafte Verdrahtung vermieden wird. Darüber hinaus kann die Spannung so bemessen werden, daß bei allen gebräuchlichen Aufnehmerwiderständen die thermische Verlustleistung im Aufnehmer praktisch gleich ist, ohne daß eine Spannungsumschaltung erforderlich ist. The invention is based on the object of this disadvantageous influence to be reduced to a permissible level, but with an effective temperature compensation to maintain. This object is achieved according to the invention in that the resistor the supply voltage source for the measuring elements large compared to the resistance of the / Measuring element (s) (sensor resistance) and the temperature-dependent resistance taking into account the total resistance in the supply circuit, consisting is designed from the supply voltage source, leads and measuring element (s). The inventive Force measuring device combines the favorable properties of the known low-resistance Pickups, such as low susceptibility to poor insulation resistance, external interference and cable capacitance would do with little influence of changes in lead resistance as well as good temperature compensation. The use of a high-resistance voltage source has the further advantage that the transducer supply is short-circuit proof and one Damage due to incorrect wiring is avoided. In addition, the Voltage can be dimensioned in such a way that with all common sensor resistances the thermal power loss in the transducer is practically the same without a Voltage switching is required.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht der temperaturabhängige Widerstand aus mehreren Teilwiderständen, welche symmetrisch auf die Speiseleitungen verteilt sind. According to an advantageous embodiment of the invention, there is temperature-dependent resistance made up of several partial resistances, which are symmetrical are distributed over the feed lines.
Gemäß weiterem Erfindungsgedanken ist es zweckmäßig, denn temperaturabhängigen Widerstand aus mehreren Teilwiderständen zu bilden, die einzeln oder in verschiedener Kombination derart anschaltbar sind, daß der temperaturabhängige Widerstand an verschiedene Werte für den gesamten Speisestromkreiswiderstand anpaßbar ist. According to a further concept of the invention, it is expedient because it is temperature-dependent Forming resistance from several partial resistances, individually or in different Combination can be switched on so that the temperature-dependent resistance to different Values for the total supply circuit resistance can be adjusted.
In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, wobei gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind. Two exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawings shown, wherein the same parts are provided with the same reference numerals.
In Fig. 1 sind Meßelementel, 2, 3 und 4 auf Widerstandsbasis zu einer Wheatstonescheu Brücke geschaltet, in deren Speiseleitungen 8 und 9 temperaturabhängige Widerstände 6 und 7 angeordnet sind, mit deren Hilfe die temperaturbedingte Anderung des Elastizitätsmoduls des nicht dargestellten Verformungsgliedes kompensiert wird. An den beiden Klemmen 10 und 11 steht das Meßsignal zur Verfügung. Diese Teile bilden zusammen zweckmäßigerweise eine Einheit 5. Der Widerstand der Speisespannungsquelle 14 wird gebildet durch deren Innenwiderstand und die beiden Vorwiderständel2 und 13. Er muß erfindungsgemäß groß gegenüber dem Widerstand der Meßelemente 1, 2, 3 und 4 sein. Genügt der Innenwiderstand der Quelle 14 dieser Forderung allein, so können die Vorwiderstände 12 und 13 entfallen. In Fig. 1, measuring elements 2, 3 and 4 are resistance-based to one Wheatstone-shy bridge switched, in whose feed lines 8 and 9 temperature-dependent Resistors 6 and 7 are arranged, with the help of which the temperature-related change the modulus of elasticity of the deformation member, not shown, is compensated. The measuring signal is available at the two terminals 10 and 11. These parts form together expediently a unit 5. The resistance of the supply voltage source 14 is formed by its internal resistance and the two series resistors 2 and 13th According to the invention, it must be large compared to the resistance of the measuring elements 1, 2, 3 and 4 be. If the internal resistance of the source 14 alone satisfies this requirement, then the series resistors 12 and 13 are omitted.
Nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel müssen z. B. die Widerstände 6 und 7 je aus etwa 150hm Kupfer bestehen, wenn die Meßelemente 1, 2, 3 und 4 etwa 120 Ohm, der Widerstand der Speisespannungsquelle etwa 2000hm und die temperaturbedingte Änderung des E-Moduls des Verformungsgliedes etwa 3,5 O/o pro 1000 C Temperaturänderung betragen. According to an embodiment of the invention, for. B. the Resistors 6 and 7 each consist of about 150hm copper if the measuring elements 1, 2, 3 and 4 about 120 ohms, the resistance of the supply voltage source about 2000hm and the temperature-related change in the modulus of elasticity of the deformation member about 3.5 o / o per 1000 C temperature change.
Das in F i g. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel der F i g. 1 dadurch, daß an Stelle der Widerstände 6 und 7 mehrere Teilwiderstände 15, 17, 19 und 16, 18, 20 vorgesehen sind, die mittels Schalter21, 23 und 22, 24 oder sonstige geeignete Mittel wahlweise zu-oder abgeschaltet werden können. Dadurch ist es in einfacher Weise möglich, den temperaturabhängigen Widerstand auf unterschiedliche Werte für den gesamten Speisestromkreiswiderstand einzustellen, wenn beispielsweise die Einheit 5 an Speisespannungsquellen mit unterschiedlichem Widerstand angeschlossen wird. The in Fig. 2 shown embodiment differs from the embodiment of FIG. 1 in that instead of the resistors 6 and 7 several partial resistors 15, 17, 19 and 16, 18, 20 are provided, which by means of Switches 21, 23 and 22, 24 or other suitable means are optionally switched on or off can be. This makes it possible in a simple manner to use the temperature-dependent Resistance to different values for the entire supply circuit resistance set if, for example, the unit 5 to supply voltage sources with different Resistor is connected.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEH52654A DE1231031B (en) | 1964-05-12 | 1964-05-12 | Force measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEH52654A DE1231031B (en) | 1964-05-12 | 1964-05-12 | Force measuring device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1231031B true DE1231031B (en) | 1966-12-22 |
Family
ID=7158086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEH52654A Pending DE1231031B (en) | 1964-05-12 | 1964-05-12 | Force measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1231031B (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2827154A1 (en) * | 1977-06-23 | 1979-01-04 | Acurex Corp | DIGITAL WEIGHING METHOD AND SCALE |
| EP0082698A2 (en) * | 1981-12-23 | 1983-06-29 | Kabushiki Kaisha Ishida Koki Seisakusho | Temperature compensation circuit for strain gauges |
-
1964
- 1964-05-12 DE DEH52654A patent/DE1231031B/en active Pending
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| None * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2827154A1 (en) * | 1977-06-23 | 1979-01-04 | Acurex Corp | DIGITAL WEIGHING METHOD AND SCALE |
| EP0082698A2 (en) * | 1981-12-23 | 1983-06-29 | Kabushiki Kaisha Ishida Koki Seisakusho | Temperature compensation circuit for strain gauges |
| EP0082698A3 (en) * | 1981-12-23 | 1984-08-22 | Kabushiki Kaisha Ishida Koki Seisakusho | Temperature compensation circuit for strain gauges |
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