DE1287317B

DE1287317B - Messgeber fuer elektrische Spannungen oder Stroeme

Info

Publication number: DE1287317B
Application number: DE1963S0083732
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Ludwig; Pietzsch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1963-02-14
Filing date: 1963-02-14
Publication date: 1969-01-16

Description

In der Patentanmeldung S 81 251 IX b/42 d (deutsche Auslegeschrift 1 276 348) ist ein Meßgeber für elektrische Spannungen oder Ströme, vorzugsweise für selbsttätig arbeitende Kompensationsmeßgeräte beschrieben, bei dem Dehnungsmeßstreifen auf zwei mechanisch verspannbaren in der Kraftangriffsrichtung hintereinander und parallel zueinander angeordneten Biegefedern angebracht sind. Die Biegefedern sind an beiden Enden unter Wahrung eines gegenseitigen Abstandes miteinander verbunden. Die auslenkende Kraft greift in der Mitte an beiden Federn in entgegengesetzter Richtung, jedoch in der gleichen Wirkungslinie an. Auf mindestens einer Biegefeder sind Dehnungsmeßstreifen, vorzugsweise Folien-Dehnungsmeßstreifen aufgeklebt. Mit Hilfe einer zwischen den Biegefedern angeordneten und diese in Auslenkkraftrichtung miteinander verbindenden an sich bekannten Vorspannfeder sind die Biegefedern so weit vorgespannt, daß dem Nullwert und dem Maximum der auslenkenden Kraft zwei entgegengesetzte Biegezustände der Biegefedern entsprechen.
Es hat sich nun gezeigt, daß dieser Geber gegen mechanische Erschütterungen verhältnismäßig empfindlich ist, da hierdurch die Biegefedern in Schwingungen versetzt werden. Infolgedessen schwankt auch der elektrischeAusgang der Brückenschaltung mit der Periode dieser Schwingungen. In der Hauptsache treten Drehschwingungen um eine zur Verbindungslinie der Kraftangriffspunkte senkrechte Achse auf.
Es ist bekannt, aus »Schweizer Archiv für angewandte Wissenschaft und Technik«, 18. Jahrgang, Nr. 4, April 1952, Seite 111, zur Kompensation von Temperaturfehlern und zur Erzielung einer mehrfachen Empfindlichkeit jeweils zwei gleich beanspruchte von insgesamt vier auf einer Biegefeder angebrachten Dehnungsmeßstreifen in gegenüberliegenden Zweigen einer Brückenschaltung anzuordnen.
Treten bei dieser bekannten Anordnung einer einseitig eingespannten Biegefeder Biegeschwingungen auf, so werden die Dehnungsmeßstreifen nicht anders beansprucht als im Normalfall einer statischen Biegung. Beim Gegenstand der Erfindung treten dagegen bei den in der Figur durch Pfeile dargestellten Biegeschwingungen in einander entsprechenden Dehnungsmeßstreifen verschiedenartige Beanspruchungen auf. Diese Erkenntnis wird dazu benutzt, die durch Biegeschwingungen entstehenden Störspannungen gegenseitig zu kompensieren. In einem weiteren Beispiel der angeführten Literaturstelle werden einander entsprechende Dehnungsmeßstreifen auf einer Biegefeder jeweils in einem Brückenzweig hintereinandergeschaltet. Diese Art der Schaltung hatte bisher nur theoretisches Interesse, weil, wie aus einer Bemerkung zu diesem Beispiel hervorgeht, die Anordnung nur die Empfindlichkeit eines einzigen Dehnungsmeßstreifens innerhalb einer Brückenschaltung aufweist.
Der Zusatzerfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die von den oben geschilderten Drehschwingungen hervorgerufenen Anzeigeschwankungen bei einem eingangs beschriebenen Meßgeber nach dem Hauptpatent zu vermeiden.
Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß an sich bekannte Brückenschaltungen, bei denen jeweils die beiden gleich beanspruchten Dehnungsmeßstreifen innerhalb eines Brückenzweiges in Reihe oder in einander gegenüberliegenden Brückenzweigen liegen, zur inneren Kompensation von durch Biegeschwingungen um eine Achse senkrecht zur Kraftangriffsrichtung entstehenden Störspannungen dienen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. Hierbei zeigt Fig. 1 schematisch die Biegefeder-Anordnung aus dem Hauptpatent. Die Dehnungsmeßstreifen sind an den Stellen aufgeklebt, an denen unter der Wirkung der Kraft P die maximale Verformung auftritt.
Die obere Biegefeder ist an der Stelle eingespannt.
Nach Fig.2 liegen die Dehnungsmeßstreifen 1 und 4 in Reihe in einem Brückenzweig, nämlich im Zweig I und die Meßstreifen 2 und 3 ebenfalls hintereinander im Zweig II einer aus den Festwiderständen R,, R2 und den Dehnungsmeßstreifen 1 bis 4 bestehenden Wheatstonschen Brückenschaltung. Die Brücke liegt z. B. mit den Klemmen K1, K2 an der Speisespannung. Die Meßgröße wird von einem Meßinstrument G in der Brückendiagonalen angezeigt, dem auch ein Verstärker vorgeschaltet sein kann.
Führen die Biegefedern Drehschwingungen in Richtung der Pfeile Pf aus, so ändern sich die Widerstände der Dehnungsmeßstreifen 1 und 4 und die der Streifein 2 und 3 in entgegengesetzter Richtung, d. h. nimmt der Widerstand des Streifens 1 zu, so nimmt der des Streifens 4 ab und umgekehrt. Entsprechendes gilt für die Streifen 2 und 3. Wenn die Widerstände der Dehnungsmeßstreifen annähernd die gleiche Größe haben, so wird der Widerstand der Serienschaltung der Dehnungsmeßstreifen 1 und 4 bzw. 2 und 3 bei den Drehschwingungen konstant bleiben, so daß sich Anzeigeschwankungen in der Brückendiagonalen nicht bemerkbar machen.
Nach Fig. 3 liegen die Dehnungsmeßstreifen 1 und 4 in gegenüberliegenden Brückenzweigen I und IV. Entsprechend liegen die Dehnungsmeßstreifen 2 und 3 in den noch freien anderen Brückenzweigen ebenfalls einander gegenüber. Wenn die Widerstände der Dehnungsmeßstreifen 1 und 4 bzw. 2 und 3 annähernd gleich groß sind, ist auch hier gewährleistet, daß die Brücke, wenn Drehschwingungen der Biegefedern auftreten, annähernd im Gleichgewicht bleibt, da der Widerstand 1 im gleichen Maß zunimmt wie der Widerstand 4 abnimmt oder umgekehrt. Entsprechendes gilt für die Streifen 2 und 3.

Claims

Patentanspruch: Meßgeber für elektrische Spannungen oder Ströme, vorzugsweise für selbsttätig arbeitende Kompensationsmeßgeräte, mit Dehnungsmeßstreifen auf zwei mechanisch verspannbaren, in der Kraftangriffsrichtung hintereinander und parallel zueinander angeordneten Biegefedern, die an beiden Enden unter Wahrung eines gegenseitigen Abstandes miteinander verbunden sind, wobei die auslenkende Kraft an beiden Federn in der Mitte in entgegengesetzter Richtung, jedoch in der gleichen Wirkungslinie angreift und mindestens auf eine Biegefeder Dehnungsmeßstreifen, vorzugsweise Folien-Dehnungsmeßstreifen, aufgeklebt sind und mit Hilfe einer zwischen den Biegefedern angeordneten und diese in Auslenkkraftrichtung miteinander verbindenden an sich bekannten Vorspannfeder die Biegefedern so weit vorgespannt sind, daß dem Nullwert und dem Maximum der auslenkenden Kraft zwei entgegengesetzte Biegezustände der Biegefedern entsprechen, nach Patentanmeldung S 81 251 IX b/42 d (deutsche Auslegeschrift 1 276 348), dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte Brückenschaltungen, bei denen jeweils die beiden gleich beanspruchten Dehnungsmeßstreifen (1 und 4 bzw. 2 und 3) innerhalb eines Brückenzweiges in Reihe oder in einander gegenüberliegenden Brückenzweigen liegen, zur inneren Kompensation von durch Biegeschwingungen um eine Achse senkrecht zur Kraftangriffsrichtung entstehenden Störspannungen dienen.