DE1891639U

DE1891639U - PRINT SCALE.

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Publication number: DE1891639U
Application number: DE1964D0028323
Authority: DE
Original assignee: VERSUCHSANSTALT fur LUFT und
Current assignee: VERSUCHSANSTALT fur LUFT und
Priority date: 1964-01-24
Filing date: 1964-01-24
Publication date: 1964-04-23

Description

Sehreibdmck-Meßanordnung (Schreibdruckwaage) Sehreibdmck measuring arrangement (writing pressure balance)

Pur verschiedene psychologische Untersuchungen ist eine Messung des Schreibdruckes der zu testenden Person erwünscht. Die Bestimmung des Schreibdruckes oder, wie in der Fachliteratur vielfach gebräuchlich, die Messung der "Schreibkraft" kann nach vielen Prinzipien erfolgen. Da oft für andere Zwecke Anschlußgerate für Dehnungsmeßstreifen (DMS) vorhanden sind, ist es günstig, die Schreibkraft mit Hilfe von DMS zu messen. Die.Messung der Schreibkraft ist schwieriger als die einer Kraft mit definiertem Ansatzpunkt, weil durch die nicht zu umgehende Verwendung einer Schreibunterlage, der Schreibplatte, die Schreibkraft sich je nach G-röße der Schreibunterlage auf eine Ilaehe von ca. 100 cm verteilt. Man kann etwa so verfahren, daß man die Schreibplatte konzentrisch auf einen Stempel schraubt und dessen Zusammendrückung mißt, oder man läßt den Stempel auf eine Blattfeder arbeiten und mißt deren Durchbiegung. Diese Lösungen sind abgesehen von verschiedenen Mängeln in der Meßgenauigkeit unbefriedigend. Eine v/eitere Möglichkeit besteht darin, die linke und rechte Kante der Schreibplatte auf die beiden Enden einer Blattfeder wirken zu lassen, die ihrerseits im ersten und zweiten Drittel ihrer Länge unterstützt ist. Der DMS kommt in die Mitte der Blattfeder. Zur Verdoppelung (Yervierfachung) der Empfindlichkeit v/ird je ein (zwei) DMS auf Ober- und Unterseite geklebtPurely different psychological examinations is one Measurement of the writing pressure of the person to be tested is desirable. The determination of the writing pressure or, as in the specialist literature often used, the measurement of the "typist" can be done according to many principles. Since there are often connection devices for strain gauges for other purposes it is beneficial to measure the typist with the help of strain gauges. The typist's measurement is more difficult as that of a force with a defined starting point, because by not using a writing pad immediately, the Writing surface, the typist is depending on the size of the writing surface Distributed on an Ilaehe of approx. 100 cm. One can proceed in such a way that the writing surface is concentric screws onto a punch and measures its compression, or you let the punch work on a leaf spring and measures their deflection. Apart from various shortcomings in measurement accuracy, these solutions are unsatisfactory. Another possibility is to place the left and right edges of the writing surface on the two ends of a leaf spring to let act, which in turn is supported in the first and second third of its length. The DMS comes in the middle of the Leaf spring. To double (quadruple) the sensitivity, one (two) strain gauges are glued to the top and bottom

V — 2 — V - 2 -

und die DMS in eine Halb- (Voll-) Brücke geschaltet. Bei dieser Konstruktion ist es schwierig, die wirkung des Kippmomentes der Schreibplatte um ihre lange Achse auszuschalten.and the DMS switched into a half (full) bridge. With this construction it is difficult to determine the effect of the overturning moment the writing surface to turn off its long axis.

Nachfolgend beschriebene Erfindung betrifft eine Schreibdruckwaage für psychologische oder ähnliche Sestverfahren, die sich trotz ihrer Einfachheit und des Fortfalls einer komplizierten mechanischen Bearbeitung bei ihrer Herstellung durch die Genauigkeit und Linearität der Anzeige auszeichnet und im Vergleich zu bisher bekannten Konstruktionen auch hinsichtlich der Empfindlichkeit und Eigenfrequenz eine günstige Kompromisslösung darstellt.The invention described below relates to a typewriter pressure balance for psychological or similar sest procedures which, despite their simplicity and the elimination of a complicated mechanical processing in their manufacture is characterized by the accuracy and linearity of the display and in comparison A favorable compromise solution to previously known constructions, also in terms of sensitivity and natural frequency represents.

Ein besonders einfaches und genaues Verfahren zur Messung des Schreibdruckes bietet sich bei Verwendung einer rechteckigen Schreibplatte dadurch an, daß an allen vier Ecken der Platte die Heilkräfte gemessen und summiert werden. Die Heilkräfte können durch Biegung einer Blattfeder mit einem Dehnungsmeßstreifen gemessen und nachfolgend elektrisch summiert werden. Mit Hilfe einer Vollbrücke ist die Summation jedoch nicht möglich, da alle durch die Heilkräfte be?/irkten ,/iderstanäsänderungen gleichsinnig auf die Brücke wirken und bei symmetrischer Belastung der Platte die Brücke überhaupt nicht aus dem Gleichgewicht kommt. Eine Summation von vier gleichsinnigen Kraftänderungen in einer Vollbrücke läßt sich nur dann durchführen, wenn zwei der durch die Kräfte bedingten T/iderstandsänderungen der Dehnungsmeßstreifen gegensinnig erfolgen (d.h. bei pojkifiver Kraft ist die Widerstands-A particularly simple and precise method for measuring the writing pressure is offered when using a rectangular one Writing plate in that the healing powers are measured and totaled at all four corners of the plate. the Healing powers can be measured by bending a leaf spring with a strain gauge and then electrically can be summed up. With the help of a full bridge, however, the summation is not possible, since all of the healing powers were irritating , / iderstanäs changes act in the same direction on the bridge and if the plate is loaded symmetrically, the bridge does not come out of balance at all. A summation of four force changes in the same direction in a full bridge can only be carried out if two of the forces due to changes in resistance of the strain gauges take place in opposite directions (i.e. with positive force, the resistance

änderung der DMS negativ) und wenn die Brücke so geschaltet wird, daß sich "positiver" und "negativer" DMS abwechseln.change of the DMS negative) and if the bridge is switched in such a way that "positive" and "negative" DMS alternate.

Die erforderliche Yorseichenumkehr wird bei der erfindungsgemäßen ochreibdruck-Meßanordnung auf einfache mechanische Ueise dadurch erreicht, daß einmal der Dehnungsmeßstreifen auf die Oberseite der Blattfeder (positiver DMS¹) und einmal auf die Unterseite (negativer DMS) der nächsten Blattfeder geklebt wird. Ss befinden sich an den Blattfedern, die die laken der Schreibplatte tragen, also zwei Dehnungsmeßstreifen an der Oberfläche, zwei an der Unterfläche. Die Reihenfolge ist dabei beliebig, wenn nur die elektrische Schaltung richtig erfolgt. Die Brückenspannung ist dann proportional der Summe der vier Heilkräfte.The required Yorse sign reversal is achieved in a simple mechanical way in the inventive writing pressure measuring arrangement by gluing the strain gauge to the top of the leaf spring (positive DMS ¹ ) and to the underside (negative DMS) of the next leaf spring. There are ss on the leaf springs that carry the sheets of the writing surface, so two strain gauges on the surface, two on the lower surface. The order is arbitrary, as long as the electrical circuit is correct. The bridge tension is then proportional to the sum of the four healing powers.

Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Schreibdruckwaage schematisch, und zwar die obere !Figur teils im Schnitt teils in der seitlichen .ansicht. Die untere J?igur stellt die .ansicht von oben (Draufsicht) dar. Tier Säulen 6, 7> 8 und 9 sind auf einer starken Grundplatte (10) befestigt. Sie lassen sich in Eichtung der Schreibplatte (l) verschieben. Die Bronzefedern (2, 3) 4 und 5), die die Dehnungsmeßstreifen (DMS) tragen, sind auf den Säulen befestigt. Auch die federn lassen sich in der Eichtung der Platte verschieben. An dem freien Ende der Federn liegt die Schreibplatte auf. Sie besteht aus einem Messingrahmen mit aufgeklebter Plexiglasplatte. Sie ist sehr leicht, damit die EigenfrequenzThe figure shows an embodiment of the invention Schematic of the pressure balance, namely the upper figure, partly in section, partly in the side .opinion. The lower yigur represents the view from above (Top view). Animal pillars 6, 7> 8 and 9 are attached to a strong base plate (10). They can be moved in the direction of the writing surface (l). The bronze feathers (2, 3) 4 and 5), the strain gauges (DMS) bear are attached to the pillars. The springs can also be moved in the direction of the plate. At the writing surface rests on the free end of the springs. It consists of a brass frame with a glued-on plexiglass plate. It is very light, so that the natural frequency

der waage groß wird. Eine völlige Verwindungssteifheit der Platte ist "bei dieser Konstruktion, nicht erforderlich, weil die aufgebrachte Kraft in jedem lalle von den vier ledern aufgenommen wird. Bei- einer möglichen "Verbindung der Platte wird nur die Verteilung der Kräfte auf die vier Pedem verändert, nicht aber die Gesamtkraft. Die Platte kann daher sehr leicht gebaut werden.the scale is growing. A complete torsional stiffness of the Plate is "not required in this design, because the applied force is absorbed by the four leathers in each lall. With a possible "connection of the plate only the distribution of forces on the four pedems is changed, but not the total force. The plate can therefore can be built very easily.

Zwei Größen sind für die .Schreibwaage wichtig:Two sizes are important for the writing scale:

1, Die Empfindlichkeit 1, gemessen in yuD/kp1, The sensitivity 1, measured in yuD / kp

( yuD = Mikrodehnung = 10" Längenänderung) und(yuD = micro-stretching = 10 "change in length) and

2. die Eigenfrequenz f.2. the natural frequency f.

Beide Größen hängen mit den Abmessungen der Waage wie folgt zusammen:Both sizes are related to the dimensions of the scale as follows:

Empfindlichkeit: 1 = 6 Eigenfrequenz:Sensitivity: 1 = 6 natural frequency:

Darin sind: 1 Länge einer Bronzefeder von der Auflagekante der Säule bis zur Auflage der Schreibplatte Inside are: 1 length of bronze nib from the support edge the column up to the support of the writing surface

b Breite der lederb width of leather

.h Höhe (Dicke) der leder.h Height (thickness) of the leather

E Elastizitätsmodul des ledermaterialsE Young's modulus of the leather material

M Masse der Schreibplatte.M Mass of the writing surface.

Es besteht die Aufgabe, die Größen b, l,h und M so zu wählen, daß die Eigenfrequenz und Empfindlichkeit möglichst groß werden, llir die Größe M ist die Wahl einfach: je kleiner M, desto höher f§ die Empfindlichkeit wird durch M nicht beeinflußt. Alle anderen Größen - b, h, 1 - zeigen gegensätzlichenThe task is to choose the sizes b, l, h and M so that that the natural frequency and sensitivity are as large as possible, the choice is simple for the size M: the smaller M, the higher the sensitivity is not influenced by M. All other sizes - w, h, 1 - show opposite sizes

— 3 —- 3 -

Einfluß auf J? und f. Man muß einen Kompromiß schließen zwischen hoher Empfindlichkeit und hoher Eigenfrequenz. Da gute Verstärk er für die DMS-Eeehnik zur Verfügung stehen, kann die Eigenfrequenz auf Kosten der Empfindlichkeit groß gemacht werden. Bei der erfindungsgemäßen Schreibdruckmeßanordnung ist eine Eigenfrequenz von etwa 50 Hz bei einer Empfindlichkeit Ton 64- LiD/kp leicht zu erreichen.Influence on J? and f. One must compromise between high sensitivity and high natural frequency. Good amplification he is available for the DMS-Eeehnik, the Natural frequency can be made large at the expense of sensitivity. In the writing pressure measuring arrangement according to the invention a natural frequency of around 50 Hz with a sensitivity of 64-LiD / kp tone can easily be achieved.

Durch die Verwendung von Halbleiter-DMS, deren k-j?aktor größer als 100 ist - im Gegensatz zum MetallnDMS mit dem k-Paktor ungefähr 2 - kann die Eigenfrequenz auf Kosten der Empfindlichkeit vergrößert werden. Da,s G-eringerwerden der Empfindlichkeit wird dann durch die Erhöhung des k-Paktors ausgeglichen*Through the use of semiconductor strain gauges, the k-j? Actuator is larger than 100 - in contrast to the metal nDMS with the k-factor about 2 - the natural frequency can be at the expense of sensitivity be enlarged. As the sensitivity decreases is then compensated for by increasing the k-factor *

Auch die Dämpfung der Waage ist befriedigend. Sie kann z.B. durch ein einfaches Gummiband erzeugt werden, das an den Schmalseiten der Platte befestigt wird und diese mit der Grundplatte verbindet.The damping of the balance is also satisfactory. It can be created, for example, by a simple rubber band that is attached to the Narrow sides of the plate is attached and connects it to the base plate.

Die Auflage der Schreibplatte auf die JPedern braucht nicht in iorm von Schneiden ausgeführt zu werden. Da die Bewegung der Federn bei normaler Schreibkraft gleich lull ist, ist auch keine Reibung vorhanden.The support of the writing plate on the J-springs does not have to be done in the form of cutting edges. As the movement of the Feathers is lull for a normal typist, is also there is no friction.

Bei dem oben beschriebenen ioisführungsbeispiel war auch die linearität der anzeige gut. Innerhalb der Meßgenauigkeit konnte keine Abweichung der Linearität festgestellt werden. Dme Abhängigkeit der Kraftanzeige vom Auflageort der Kraft auf der Platte kann exakt zu lull gemacht ?/erden. Durch die Möglichkeit der Verschiebung der einzelnen Säulen und !Federn können geringe lehler - etwa durch geringe OrtsdifferenzenIn the example of the example described above, the linearity of the display good. No deviation in linearity could be determined within the measuring accuracy. The dependence of the force display on the location of the force on the plate can be made exactly to lull? / earth. With the possibility of moving the individual columns and springs can be small errors - for example due to small differences in location

— β —- β -

der einseinen DMS - ausgeglichen werden. Die Waage zeigte ohne Justierung eine Anzeigedifferenz von 2fo bei Lage des lüichgewichtes zwischen linker und rechter Kante der Schreib-the single DMS - to be balanced. Without adjustment, the balance showed a display difference of 2fo with the position of the light weight between the left and right edge of the writing

platte. Bs wurden Metallfilm-DMS der Abmessung β χ 6 im. plate. Bs were metal film strain gauges with the dimension β χ 6 im.

•verwendet. Die Schreibkraftwaage ist in der .Anfertigung sehr billig, da keine komplizierten, mechanischen Bauteile verwendet werden.•used. The typist scales are very much in the making cheap because no complicated mechanical components are used.

Claims

Protection a η claims

1 ) writing pressure measuring arrangement in which the partial forces acting on a »writing pad are measured by means of strain gauges and summed up in a back circuit, characterized in that the square, preferably rectangular writing plate (1) is supported at its corners on four leaf-shaped springs (2, 3, 4 and 5) is stored, and that four strain gauges (DMS), two each on the top and bottom of the leaf springs are attached.

2) Writing pressure measuring arrangement (writing pressure balance) according to .Anspruch 1 characterized in that the 4 strain gauges (DMS) are alternately attached to the top and bottom of the leaf springs.

3) Sehreibdruckwaage according to claim 1 or 2, characterized in that the leaf springs for receiving the strain gauges on 4 columns (6, 7 »S and 9) are slidably attached in sight of the writing plate (1).

4) writing pressure balance according to claims 1 to 3, characterized in that that the columns (6, 7, 8 and 9) also in ilicht the writing plate are slidably attached to the base plate (1o).

5) writing pressure balance according to claims 1 to 4, characterized in that that the writing plate to achieve a high natural frequency of light material (for example Plexiglas).

- 2 -

6) SciireiMruckwaa, ge according to claims 1 to 5, characterized in that instead of uToli.ch.en lietallfilni strain gauges Halloconductor Di.'iS with the highest possible te factor are used.