DE2011686A1 - Kraftmeßgerat - Google Patents
KraftmeßgeratInfo
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- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
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Description
Kraftmeßgerät
Die Erfindung "bezieht sich auf die Präzisionsmessung von
Kräften mittels normierter oder geeichter, parallel miteinander verbundener Bauteile und gemäß einem speziellen
Aspekt auf ein neues und verbessertes Gerat zur elektrischen Messung von mechanischen Spannungen, -welches einfach
und billig ist und einen kompakten Aufbau aufweist · und bei welchem mechanisch parallel angeordnete Bauteile
derart normiert bzw. geeicht sind, um als genaue Kraftfühler in einer neuartigen zusammenwirkenden Weise zu
funktionieren, wobei elektrische Ausgangssignale entwickelt
werden, die sehr stark,gegen unerwünschte Informationen
und gegen Störungen abgeschirmt sind, die durch Veränderungen der Angriffsstelle der Belastungskräfte
auftreten können.
Es ist seit langem bekannt, elastische Spannungen zu messen, die durch Belastungen von Elementen, wie beispielsweise
Trägern, Ständern, Membranen und dergleichen auftreten, wobei elektrische Wandler als Meßgeräte verwendet
werden, um genau die auftretenden mechanischen Spannungen in entsprechende Veränderungen von elektrischen Impedanzen
umzuwandeln. Prahtspannungsmeßgeräte, Halblelterspannungameßgeräte,
Folienmeßgeräte und dergleichen sind bei
derartigen
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derartigen Wandlermeßgeräten weit verbreitet und diese
Geräte können in sehr stark miniaturisierter Form hergestellt
werden und können auf kleinen Oberflächenbereichen installiert werden.
Üblicherweise werden diese Wandlerfühlelemente als selbständige und in sich abgeschlossene Bauteile entworfen und
hergestellt, um die Bedingungen einer Vielzahl von Anvendungsmöglichkeiten
und Einbaumöglichkeiten zu erfüllen.
Im allgemeinen λvar.en die bisher bekannten V/andierfühlelemente
derart ausgelegt, daß sie lediglich dann genau ansprachen, wenn die Last genau gegenüber einer vorbestimmten
Achse zentriert war. Wenn die Last nicht so zentriert war, so wurden unerwünschte Seitenkräfte entwickelt, die bisher
bei Kleingeräten durch die Verwendung von Kilfssenforanen
ausgeschaltet wurden und bei größeren Geräten, v/ie beispielsweise solchen für massive Wiegeplattformen oder
dergleichen durch die Verwendung von festen, jedoch etv;as elastischen Bauteilen, die manchmal als Biegestäbe bezeichnet
wurden· Bei diesen Anordnungen sind die Wandlerfühlelemente
mit flexiblen Führungen parallel geschaltet. In dem Ausmaß, in dem die kritischen Pedereigenschaften der
Führvorrichtung durch die der parallelen Biegeglieder verändert
wurden, tritt ein Problem bezüglich der *lxe3genauigkeit
und der Linearität auf und zwar durch ein zufälliges Verhalten dieser Glieder oder durch ein nicht-lineares
Verhalten dieser Glieder. Als Lösung für dieses Problem wurden Meßwandler einer speziellen Parallelogranmnauart
geschaffen, die die erforderliche mechanische Halterung und Stabilität bei großen oder relativ kleinen Lasten ergeben,
derart, daß die einzigen ?eder- oder BiegeCharakteristiken,
die während der Messung wirksam sind, diejenigen des Wandlers sind, wobei das Erfordernis von Hilfsführungen
und -halterungen ausgeschaltet wurde. Sin typischer derartiger Wandler kann aus einem langgestreckten Bauteil be-
109809/1238 stehen,
stehen, der zwei Querbohrungen aufweist, die mittels
eines Schlitzes miteinander verbunden sind, um obere und untere Träger zu bilden, die flexible Abschnitte
an der Oberseite und an der Unterseite der Bohrungen
aufweisen und verhältnismäßig starre längsabschnitte
zwischen den oberen Hälften einer jeden Bohrung und zwischen den unteren Hälften einer jeden Bohrung, wobei
diese Bohrungen innerhalb der Endbauteile, angeordnet sind, um End ab schnitte zu bilden, von denen einer nicht
flexibel an einem stationären Träger oder an einer stationären Halterung befestigt ist und von denen der andere
einen relativ beweglichen Lastaufnahmebauteil bildet. Ee
wurde gefunden, da3 diese Y/andlerkonstruktion und diese
Montage zu einer sehr vorteilhaften Lastaufnahmekonstruktion
führt, welche eine im wesentlichen lineare Bewegung durchführt und ferner wurde gefunden, daß an ausgewählten
Oberflächen gemessene Spannungen im wesentlichen reine
Scherspannungen charakterisieren, wenn andere Einwirkungen oder Effekte durch eine BrUckenschaltung ausgeglichen -wer
den. Belastungen, die in ihres dynamischen Verlauf Querbewegungen
durchführen, werden nicht zentriert und können dennoch genau durch die zugeordnete Heßschaltung gemssen
werden und dies gilt auch für Kräfte mit Seitenkomponenten.
Obwohl derartige V/andlerneSgeräte im allgemeinen zufriedenstellend
sind, wurde nun gefunden, da3 sich ein gewisser Fehler noch aus verschiedenen Lastanordnungen am Last
auf nahsiebauteil» wie beispielsweise an einer Plattform
ergeben kann« Derartige Fehler resultieren hauptsächlich
aus zvei Faktoren, wobei sich der erste auf unterschiedliche
Empfindlichkeiten■ zwischen den. verschiedenen Fühlelementen ergeben kann, die den Lastauf nahme"baut eil tragen.
Jeder Fehler-, der durch derartige unterschiedliche
Empfindlichkeiten erzeugt wird, kann leicht" durch eine
.109809/12 38 in5iviiuellg
BAD
individuelle Abgleichung der relativen Empfindlichkeiten
der Wandlerfühlelemente ausgeschaltet werden. Der andere
Pehlerfaktor beruht auf der Momentenempfindlichkeit des
Elements selbst. Y/enn die Spannungsmeßfühlelemente genau
angeordnet werden können und wenn ihre Eiohfaktoren identisch sind und wenn die Abmessungen der Fühlabschnitte
identisch sind, dann kann eine sehr gute Momentenempfindlichkeit erreicht werden. In der Praxis ist dies
jedoch außerordentlich schwierig, v/enn nicht sogar unmöglich zu erreichen und es wurde gefunden, daß gewisse
Änderungen im Keßausgang auftreten, wenn eine senkrechte Last relativ zur Längsachse des Fühlabschnitts verschoben
wird und zwar wegen des Konentenempfindlichkeitsfehlers.
Es ist ein Ziel der Erfindung, einen neuen und verbesserten Meßwandler zur wirksamen und genauen Messung von
Belastungen zu schaffen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen hoch-präzisen elektrischen Spannungsmeßwandler zu schaffen, der
im wesentlichen auf Kräfte in einer Richtung anspricht.
Weiterhin ist es Ziel der Erfindung, einen neuen und verbesserten Spannungsmeßwandler mit Parallelogrammträgeraufbau
zu schaffen, bei welchem die eingeleiteten Oberflächenspannungen eine Größe haben, die unabhängig vom
Ort der Aufbringung der Belastung ist«
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen neuen und verbesserten Spannungsmeßwandler zu schaffen, der gegen
Veränderungen des Orte der Lastaufbringung nicht empfindlich
ist.
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Ferner
BAD ORIGINAL
Ferner ist es Ziel der Erfindung, einen Parallelträgerspannungsmeßwandler
zu schaffen, der in neuartiger Weise _momentenuhempfindIich ist.
Ferner ist es Ziel der Erfindung, eine verbesserte Wiegeplattform zu schaffen, bei der momentenunempfindliche
Parallelogrammträger für die I»ast platt form vorgesehen
sind, wobei die lastmessung unempfindlich gegen Veränderungen des Aufbringungsorts der Belastung ist.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Wiegeplattfona
zentral an einem Paar von parallelogrammartigen Trägereinheiten
montiert. Elektrische Widerstandsmeßeinrichtungen sind an ausgewählten Oberflächen längs der Trägereinheiten
angeordnet und Momentenkompensationsnebenschlußwiderstände
sind parallel zu einem speziell bestimmten Paar der Meßeinheiten geschaltet, derart, daß
eine Brückenablesung lediglich eine Vertikalkraft anzeigt, die auf die Gewichtsplattform aufgebracht wird
und zwar unabhängig vom Angriffsort der last.
Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden.
Es zeigen:
Pig. 1 eine perspektivische Ansioht eines parallelogrammartigen Trägers, .
Pig. 2 !eine perspektivische Ansicht eines Wiegesystems,
bei dem die in Fig.. 1 dargeste Uten Träger verwendet
werden,
Fig. 3 eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten
Trägers, der einer Scherbelastung ausgesetzt ist,
Pig. 4 ein Brüokenschaltbild für die in Fig. 3 dargestellten
Spannungsmesser,
■'■■■■■- :-Pig. 5
I 109809/1238 ;
- ο —
Fig. 5 den in Pig. 1 dargestellten Träger unter einer reinen Biegebelastung
und
Pig. 6 eine Brückenschaltung zur Ausschaltung der Komentenezipfindlichkeit bei einem Parallelogramaträger.
Pig. 6 eine Brückenschaltung zur Ausschaltung der Komentenezipfindlichkeit bei einem Parallelogramaträger.
Pig. 1 zeigt einen biegbaren Parallelograinnträger cit
festen oder starren Enden, der aus einen langgestreckten Stab aus irgendeinem gewünschten Material hergestellt
wird, wobei dieser Stab vorzugsweise rechteckig ausgebildet ist. In diesem Stab werden zwei Bohrungen 2 und
3 eingebohrt, die vorzugsweise den gleichen Durchmesser haben und diese Bohrungen erstrecken sich quer durch den
Stab hindurch. Ein gerader Schlitz 4 wird eingearbeitet, beispielsweise mittels Schleifen oder Schneiden und dieser
Schlitz verbindet die beiden Bohrungen und dadurch entsteht ein oberer Träger 5 und ein unterer Träger 6.
Der Schlitz 4 ist derart ausgebildet, daß horizontal sich erstreckende starre Abschnitte 5a und 5b zwischen den
oberen und unteren Hälften der beiden Bohrungen entstehen. Die Achsen der Bohrungen 2, und 3 liegen in einer
gemeinsamen Ebene und diese Ebene ist im wesentlichen parallel zur Oberseite und Unterseite des Trägers und
liegt symmetrisch zwischen diesen Seiten und auf diese Weise werden obere und untere Spannungsflächen 7a, 7b und
8a, 8b von im wesentlichen gleicher Dicke geschaffen. Die Bohrungen 2 und 3 sind innerhalb der Enden des Trägers
angeordnet, so daß eine verhältnismäßig schwere Endbasis 10 entsteht, die an einem Fundamentbauteil 11 befestigt
werden kann. Die anderen Enden des Trägers werden durch einen Abschnitt 12 miteinander verbunden. Die festen oder
starren Enden 10 und 12 halten praktisch die beiden Träger 5 und 6 zu allen Zeiten während deren Verbiegung
parallel zueinander, wobei eine derartige Verbiegung
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auftritt, wenn eine Last auf aas freie Ende des Trägers
aufgebracht wird,·-wie es schematisch durch den Pfeil H
veranschaulicht ist.
Elektrische InpeaanzepannungeinesBer 13a, 13*b, I3o und
1.3d, wie beispielsweise Drahtmeßgeräte, Folienmeßgeräte,
lialbleiternießgeräte und dergleichen sind an den oberen
und unteren Spannungskonzentrationsoberflächen der Träger
5 und-.6 angeordnet und diese Impedanzmeßabschnitte ermöglichen die Kessung von extrem kleinen Kräften bei einer
minimalen Abbiegung durch die Verwendung einer Y/heat stone'
sehen Brückenschaltung oder dergleichen.
Als Anwendur.gsbeispiel des in Pig. 1 dargestellten Spannungsmessgerät
s zeigt Pig. 2 ein Wiege system, bei welchem
zwei derartige Träger verwendet werden. Es sei jedoch bemerkt, daß die Erfin^ng nicht auf eine derartige Ausbildungsform
beschränkt ist ur.d daß die Erfindung bei Systemen verwendet werden kann, bei denen ein Fühlerträger-..element
verwendet wird oder bei denen 3ede beliebige
Anzahl von Pühlerträgerelementen verwendet wird.
In ?ig. 1 wurde ein Träge filiere lernen t dargestellt, welches
mehreres Öffnungen aufweist und welches geschlitzt
ist. 3s s<?i bemerkt, daS die Erfindung nicht auf derartige
Elemente beschränkt ist und daß alle parallel-ogramni-■
artiger* Trägerfühlelemente verwendet werden können.
.Es sei wiederum auf Fig. 2 Bezug genommen. In Fig. 2 ist
eine Yiiegeplattfoxm 24 dargestellt, die von 2v;ei'Lastaufnähme
gliedern 26 und 28 getragen wird. Diese Last*-
aufnähmeglieder.26 und 28 sind mit den Parallelträgern
20 und 22 an deren freien Enden 30 und 32 verbunden. Die
lastaufnahmeglieder 26 und 28 sind als"getrennte Bauteile
'■""■'""■"■ dargestellt
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dargestellt und es sei "bemerkt, daß, falls es gewünscht
ist, ein einzelner Querträger zwischen den freien Enden 30 und 32 angeordnet werden kann. Es sei ferner bemerkt,
daß die Lastaufnahmeglieder 26 und 28 in der Nähe der Enden der Plattform 24 zentriert sind, um eine zusätzliche
Halterung zu bilden.
Die anderen Enden 54 und 36 der Biegeträger 20 und 22
sind an einem stationären Fundament 38 mittels Schraubenbolzen 40 und 42.oder dergleichen befestigt.
Wenn die Meßeinheiten auf der Oberfläche der Trägerelemente 20 und 22 und auf der Oberseite und Unterseite
genau angeordnet v/erden könnten und wenn deren Eichfaktoren identisch wären und wenn die Abmessungen der Fühlquerschnitte
in &en Spannungsbereichen gleichgemacht werden konnten, dann wären die Fühlelemente im wesentlichen
hauptsächlich lediglich gegen senkrecht aufgebrachte Kräfte empfindlich und v/ären ,^e/^enüber den Abständen
zwischen den Aufbringungsorten der Kraft und den speziellen Fühlquerschnitten unempfindlich und zwar deshalb,
weil die Cpannungsmeßfühler derart angeordnet sind,
daß der Unterschied in den Biegemomenten an den Stellen der Anbringung der Meßfühler an den gegenüberliegenden
Enden der Balken unabhängig von der Lastaufbringungsstelle
der gleiche ist. Wie jedoch bereits ausgeführt, ist dies schwi er ig, vjenn überhaupt zu erreichen und deshalb
können Fehler auftreten, wenn eine Last parallel zur Längsachse der Fühlelenente verschoben wird.
Irgendeine Last, die an verschiedenen Stellen der Plattfora 24 aufgebracht wird, wie es durch die Pfeile 50, 52
und 54 veranschaulicht ist, führt zu einem Fehler, der von der Komentenempfindlichkeit der Biegeträger 20 und
abhängt·
BAD ORIGINAL 109809/1238 Die
.Die Art und Weise der Verminderung der Penler faktor en :" <
auf ein Minimum, wobei diese Pehlerfaktoren durch die Momentenempfindlichkeit der Wandlerträger entstehen,
■wird unter Bezugnahme auf die Pig. 3-6 erläutert· .- -
Es sei nunmehr auf Pig. 3 Bezug genommen. In Pig. 3 ist
ein Parallelogrammträger dargestellt, der ähnlich wie der in "Pig. 1 gezeigte veranschaulicht ist, wobei dieser
Parallelogrammträger einer Scherbeanspruchung unterworfen ist. Die Spannungsbereiche 7a, 7b, 8a, 8b sind in der
dargestellten "Weise deformiert und zwar durch die Aufbringung einer senkrechten Laat 14 am freien Ende 12.
Aus der Pigur ist zu erkennen, daß der starre Endabschnitt 14 im wesentlichen parallel bleibt, während das
freie Ende 12 sich in senkrechter Richtung nach unten bewegt. Unter dieser Verbiegebedingung werden im Parallelogrammträger bestimmte Oberflächenspannungen und zwar
einheitliche erzeugt. Die Meßfühler 13b und 13c unterliegen einer Spannung T und die Meßfühler 13a und 13d
unterliegen einer Kompression C. Diese Meßfühler können dann zu einer üblichen Wheats tone1 sehen Brückenschaltung
zusammengeschaltet werden, wie es in Pig. 4 gezeigt ist,
so daß ein Ausgangssignal an den Anschlüssen 62 und 64
entwickelt wird, welches direkt proportional zur senkrechten
Last--T4 ist, die,wie in Pig. 3 dargestellt, aufgebracht
wird. Ein Strommeßgerät, eine Aufzeichnungseinrichtung
öder dergleichen kann parallel zu den Anschlüssen
62 und 64 geschaltet werden und zwar für eine Direkt- ;
anzeige der Größe der senkrechten last 14.
Es sei nunmehr auf Pig. 5 Bezug genommen. Wenn auf den
Parallelogrammträgerwandler eine reine Biegung übertragen wird, so sind die Spannungsrichtungen in den individuellen
Pühlern derart, daß die Pühler 13a und 13b einer
" . Kompression.
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BAD
Kompression ausgesetzt sind und die Fühler 13c und 15d
einer Spannung und die entsprechenden '.verte werden in
eine Brücke übertragen, die ähnlich der in ?i£. 4 gezeigten
ist. Sin Auslöschendes Biegemoments, welches in Fig. 5 mit K bezeichnet ist, wird lediglich dann erreicht,
wenn man die Fühler exakt anordnen kann unü v/erui
gleiche üichfaktoren vorliegen und wenn gleiche Abmessungen
im Trägerabfühlquerschnitt vorliegen. Sü sei noch
mals bemerkt, daß dies außerordentlich schwierig, wenn
nicht sogar unmöglich ist, so daß eine Momentenkompensation
notwendig ist.
\Ienn eine last längs der Längsachse eines Parallelograr.riträgerwandlera
bewegt wird, wurde gefunden, daß eine Hälfte der Brücke, wie beispielsweise die in Fig. 4- dargestellte
Brücke, eine größere Ausgangesρannungsänderung
an den Anschlüssen 62 und 64 erzeugt und zwar durch die gegebene Momentenänderung als die andere Hälfte. Die
Brückenhälfte, die die größere Ausgangsspannung pro gegebener
Homentenänderung ab=£bt, ist diejenige, die den
größten Syrninetriefehler hat und zwar wegen der Schwierigkeit,
die Meßfühler exakt genau anzuordnen und vegen
der Schwierigkeit, genaue Eichfaktoren zur Verfügung zu haben und genaue Abmessungen der Trägerfuniquerschnitte
zur Verfügung zu haben.
Die Einwirkung auf den Brückenausgang bei einer Änderung des lastangriffspunkts ist entweder eine additive oder
eine subtraktive und zwar in Abhängigkeit von der Richtung, in der die Abweichung von der gewünschten Symmetrie
auftritt.
Nachdem die an momentenempfindlichste Brückenhälfte, v/ie
oben erläutert, festgestellt ist, v/erden zv/ei im wesent-
lichen
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lichen gleiche Widerstände 70 und 72, wie in Fig. 6 gezeigt,
parallel zu den entsprechenden Meßfühlern ge- · Gehaltet, um den additiven oder subtraktiven Effekt
auszuschalten» Der Viert der riebenschaltwiderstände ist
la-Verhältnis zu den Fühlerwiderstand groß und der V/ert
dieser V.;iderstände wird dadurch "bestimmt, daß kontinuierlich
eine Last längs eir.er Längsachse des Trägerwandlers
verschoben wird und daß gleichzeitig die Vierte der liebenschaltwiderstände
verändert werden, beispielsweise durch die Verwendung eines Widerstandschaltkastens mit Dekadenschaltung.
Dabei- v;ird der Ausgang der Spannung an den
Anschlüssen 62 und 64 der Brückenschaltung genessen, bis eine"ninimale AusgangsSpannungsänderung für eine gegebene
Xomer.tenänderung auftritt. Ss sei nochmals auf Pig. 5
Bezug genommen. Da der. Ausgang an aen Anschlüssen 62 und
64 der ir. ?ig. 6 dargestellten Brücke bei reiner Biegung
von den Unterschieden der Spannungen an den Fühlerstellen
7a, Sa und 7b, bo abhängt, sollte der Ausgang der
Brückenschaltung nunmehr ITuIl sein, da die beiden Brükkenhälften
durch die -Verwendung der Kebenschaltwiderstände 70 und 72 momentenunabhängig gemacht wurde und da sie nun
bei der Biegung die gleiche Empfindlichkeit haben. Ba die Änderungen in deren beiden Brückenhälften die gleichen
Größenordnungen haben, ist der Unterschied in-den Ausgängen
durch eine Änderung des Moments gleich Null und der Brückenausgang ermöglicht eine genaue Kraftmessung
unabhängig v"»n Angriffsort der Last. Es sei bemerkt, daß
bei der Darstellung in Fig.. 6' die beiden Fühler 13a und 13c, die dem festen Ende 10 des Trägers am nächsten liegen,
lediglich beispielsweise einen nebengeschalteten Y.icersxand aufweisen, und da3 dies nicht immer der Fall
sein muß. In Abhängigkeit von der Symmetrie der Anordnung
ist es ebenfalls möglich, daß die Fühler 13b und 13d,
die am nächsten der Angriffsstelle der Last liegen, unempfindlich
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empfindlich gemaoht werden und zwar durch die Verwendung von Nebensohlußwideratänden, die zu diesen parallel geschaltet
werden.
Es können Abänderungen vorgenommen werden, die im Rahmen der Erfindung liegen.
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Claims (11)
- . - 13 -Patentansprüche, 1J Kraftmeßgerät mit einem verhältnismäßig festen Träger und mit auf Kräfte ansprechenden Einrichtungen und mit wenigstens einem Wandler, der die einzige mechanische Montage für die auf Kraft ansprechenden Einrichtungen bezüglich des Trägers "bildet e dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler ein Paar von im Abstand voneinander angeordneten, im wesentlichen parallelen Trägerelementen aus hochelastischem Material aufweist, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die starr die benachbarten Enden der Trägerelemente miteinander und mit den auf Kraft ansprechenden Einrichtungen verbinden, daß Einrichtungen die gegenüberliegenden Enden dieser Trägerelemente verbinden und ferner diese mit dem festen Träger verbinden, daß eine Anzahl von elektrischen Spannungsmeßfühlern auf den spannungsempfindliohsten Teilen der parallelen Träger montiert sind, daß diese Spannungsmeßfühler im wesentlichen lediglich auf Spannungen ansprechen, die die Größen von Kräften charakterisieren, die auf den Wandler in . einer Richtung senkrecht zu den Tragerelementen aufgebracht werden, daß die Wandler die Auslenkung der auf die Kraft ansprechenden Einrichtungen relativ zürn Träger in dieser Richtung begrenzen und daß ein ^ebenschaltwiderstand wenigstens zu einem, der Spannungsmeßfühler parallelgeschaltet ist, der Fehler der Kraftmessung kompensiert,-die durch eine Momentenempfindlichkeit des Wandlers erzeugt werden.
- 2. Kraftmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Spannungsmeßfühler wenigstens zwei -. elektrische WiderstandsSpannungsmeßfühler aufweisen, die mit der Oberseite und der Unterseite eines jeden Träger-eleaents109809/1238elements an den verschiedenen Endabschnitten verbunden sind und daß die ^ebenschlußwiderstände wenigstens zwei Widerstände umfassen, die parallel zu den Spannung3ineßfühlern geschaltet sind, die am gleichen Ende des ?rägerelements angeordnet sind.
- 3. Kraftmeßgerät naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsmeßfühler zu einer Brückenschaltung zusamnengeschaltet sind, wobei eine Hälfte der Brückenanordnung die parallelgeschalteten Nebenschlußwiderstände aufweist.
- 4. Kraftmeßgerät nach Anspruch 3f dadurch gekennzeichnet, daß die Hälfte der Brückenschaltung, die die Hebenschlußv/ideretände aufweist, diejenige ist, die ein Paar von SpannungsEießfühlern im spannungsempfindlichen Abschnitt des Trägerelenents aufweist, wobei diese die größte Spannungsänderung des elektrischen Ausgangs der Brücke für eine gegebene Momentenänderung erzeugen, wenn die Nebenschlußwiderstände nicht vorhanden sind.
- 5. Kraftaeßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandswert der Nebenschlußwiderstände viel größer ist als der Widerstandswert der Spannungsmeßfühler, zu denen sie parallelgeschaltet sind, daß der Widerstandswert der. Nebensohlußwiderstände derart iet, daß eine minimale Ausgangsspannungsänderung im elektrischen Ausgang der Brückenschaltung für eine gegebene Änderung des Kraftangriffspunkte erzeugt wird.
- 6. Kraftmeßgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenschaltung eine Wheats tons? sehe Schaltung ist.109809/1238
- 7. Kraftoeßgerät,gekennzeichnet durch eine starre Wiegeplattform, eine Xeste halterung tind eine Anzahl von als Viandler arbeitende !ragerelemente, die die einzige mechanische Hontage für die Plattform gegenüber der Halterung bildet, wobei die Trägerelenente gleich sind und ein Paar horizontale, parallele Trägerelemente aus einen Laterial mit einer.gewissen Elastizität aufweisen, wobei die benachbarten Enden miteinander durch verhältnismäßig starre Verbindungeabschnitte miteinander verbunden sind * und vrnbei Einrichtungen vorgesehen sind, mit denen die verbundenen üindeü eines jeden Fühlelements mit der Halterung verbunden ist und wobei Einrichtungen vorgesehen sine, die die anderen verbundenen Enden einea jeden Fühlelen*ents mit der Plattform verbinden, die im wesentlichen horizontal über den Trägereleraenten angeordnet ist und wobei vier elektrische Widerstandsspannungsneßfühler mit jeden der Tragereleuente verbunden sind und wobei die PUhler eir.es jeden der Trägerelemente an spannungsenpfindliehen Oberflächen des Trägers in der !Iahe der Enden der Träger angeordnet sind, wobei zwei der elektrischen Ke3-fühler am-.gleichen Ende eines jeden Trägerelenents parallelsescheltete Widerstände aufweisen und v.obei -Einrichtungen vorgesehen sind, die diese SpanriungsneSfühler und die Widerstände-in"einer Brückenanordnung vereinigen., in der die Widerstände bewirken, das der elektrische Ausgang der Brücke genau die Kraft wiedergibt, die auf die Plattform ausgeübt wird und zwar unabhängig von der Lage der Kraft auf der Plattform·
- 8. Keigerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Yi~iderstan.de KebenschluSwiderstände sind, die die Brückenanordnung gegen einen Fehler unempfindlich machen, aer durch eine Komentenänderung bei der üäerung des Lastangriffspunkts erzeugt v.ircl, wnbei cie Pühler ineiner 109809/12 38BAD ORIGINALeiner Brückenanordnung angeordnet sind und lediglich die senkrechte Belastung der Plattform wiedergeben.
- 9· Meßgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hälfte der Brückenschaltung, die die Al>Tebenschluß~ widerstände aufweist, diejenige-Hälfte ist, die ein Paar von Spannungsseßfühlern umfaßt,·welche die größte elektrische Spannungsänderung für eine gegebene Momentenänderung bewirken, wenn die Widerstände nicht eingeschaltet sind.
- 10. Kraftmeßgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenschaltung eine Wheatstonische Brücke ist.
- 11. Verfahren zur Verminderung der Empfindlichkeit gegen'die Lage des Angriffspunkts einer last eines Kraftmeßgeräts, welches feste Träger aufweist und eine Anzahl von Träg<?rwandlerelenenten, die die einzige mechanische Kontage einer Plattform an der Halterung bilden, wobei die V.'andlerelemente gleich sind und zv/ei im v/es entliehen horizontale, parallele Trägerelemente aus einen Material mit hohen Elastizitätsmodul aufweisen, wobei die benachbarten Enden übereinander durch verhältnismäßig starre Verbindungsabschnitte miteinander verbunden sind und wobei Einrichtungen vorgesehen sind, mit denen eines der miteinander verbundenen Enden der Fühlerelemente mit der Halterung verbunden sind und wobei Einrichtungen vorgesehen sind, lüit denen die anderen verbundenen Enden mit der Plattform verbunden sind, die im wesentlichen horizontal ttoer äen '«analerfühlern angeordnet sind und wobei vier elektrische Spannungsmeßfühler an diesen Fühlelementen angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsseßfühler wenigstens eines Fühlelements zu einer Brücke zusammengeschaltet werden, derart, daß der Brükkenausgang die Keigung hat, lediglich Kräfte in senkrech-109809/1238 _ —BAD ORIGINALter.Richtung' anzuzeigen, daß eine Belastung an verschiedenen Stellen in Längsrichtung gegenüber wenigstens einem der Pühlerelemente aufgebracht wird, während gleichzeitig bestimmt wird, welche Hälfte der Brückenschaltung die größere Änderung des elektrischen Signalausgangs bev/irkt und daß jedem Meßfühler in dieser Eälfte der Brückenanordnung ein Widerstand parallelgeschaltet wird, der die Ausgangs änderung der Brückenschaltung auf ein Minimum herabsetzt.BAD
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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