DE2119193A1

DE2119193A1 - Fühler zur Messung von Kräften

Info

Publication number: DE2119193A1
Application number: DE19712119193
Authority: DE
Inventors: Ilman Helsinki Kinanen
Original assignee: DATEX Oy
Current assignee: DATEX Oy
Priority date: 1970-04-21
Filing date: 1971-04-20
Publication date: 1971-11-25
Also published as: JPS549074B1; DE2119193C3; FI45099C; CA938810A; FR2089990A5; FI45099B; DE2119193B2; SE376799B; GB1284055A

Description

Dipl. ing. H. Haudc

DIpI. Phys. W. Sdimlfz

eM8nAen1S,Mor- ν -

Insinööritoimisto Datex Oy

Vanha Talvitie 11, Helsinki 50» Finnland

19- April 1971
Anwaltsakte M-1064

Fühler zur Messung von Kräften

Die Erfindung betrifft einen Fühler zur Messung von Kräften mit Dehnungsmeßwiderständen, die auf einem Belastungselement befestigt und mit einer elektrischen Verstärker- und Detektorvorrichtung ver bunden sind.

Es sind Fühler dieser Art zum Wägen bekannt, bei denen das Belastungselement ein Stab ist. Zum Wägen vorgesehene Fühler dieser Art benötigen solch einen Raum in der Richtung der Belastung,daß eine nach diesem Prinzip aufgebaute Wage eine große Bauhöhe hat. Es gibt jedoch Fälle, bei denen beim Wagen eine große Bauhöhe der Wage als Nachteil empfunden wird. Wegen der erreichbaren Genauigkeit kann das stabförmige Belastungselement in der Praxis nicht sehr kurz gemacht werden, so daß sich das Problem ergibt, einen Fühler zum Wägen zu entwerfen, der eine geringe Bauhöhe hat und bei dem an sich bekannte Dehnungsmeßwiderstände verwendet werden.

Eine mögliche Lösung ist eine Platte geringer Höhe, deren Rand

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starr von einem £L ac hen Körper getragen wird, wobei die Last so angeadnet ist, daß sie im Zentrum der Platte im wesentlichen unter einem rechten Winkel zu dieser angreift, während die Dehnungsmeßwiderstände in der Ebene der Platte angeordnet sind.

Wenn eine hohe Genauigkeit erforderlich ist, stören das Moment und eine seitliche Belastung die Messung. Daher ist das Problem noch nicht gelöst, wie die Ausgestaltung einer flachen Platte so abgewandelt werden kapn, daß zusätzlich zu den Vorteilen, die durch sie erreicht sind, ein Fühler zur Messung von Kräften mit einer höchst möglichen Genauigkeit geschaffen wird.

Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Fühler zur Messung von Kräften dadurch gelöst, daß das Belastungselement wenigstens zwei mit Dehnungsmeßwiderständen versehene Scheiben aufweist, die an ihren Rändern einander gegenüberliegend fest miteinander ver-

des
bunden sind, und daß der Stößel/mittigen Belastungsteils unter engem Paßsitz in Bohrungen durch die Mitte der gegeneinander gedrückten Scheiben eingesetzt ist. Vorzugsweise werden zwei identische Scheiben für das Belastungselement verwendet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch den Fühler zur Messung von Kräften;

Fig. 2 den Fühler in Draufsicht; und Fig. 3 das Schaltungsdiagramm für die Dehnungsmeßwiderstände.

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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Dehnungsmeßwiderstände 1 bis 8 auf identischen Scheiben 9, 10 befestigt, die an ihren Rändern durch Bolzen 11 einander gegenüberliegend fest verbunden sind, während gleichzeitig der Stößel 12 des mittigen Belastungsteils unter engem Paßsitz in Bohrungen eingesetzt ist, die durch die Mitten der Scheiben verlaufen und einander gegenüberliegen. Der Stößel 12 trägt an seinem oberen Ende eine Seheibe, auf die die Kraft wirkt.

In Fig. 5 ist die Brückenschaltung gezeigt, die die Dehnungsmeßwiderstände 1-8 aufweist, die einerseits an eine Stroequelle und andererseits an eine Verstärker- und Detektorvorrichtung angeschlossen ist.

Bei den erfindungsgemäßen Fühlern bewirken Temperaturänderungen des Randes in den Scheiben Deformationen in entgegengesetzter Richtung. Dieser Effekt gleicht sich elektrisch in der Brüekenschaltung aus, so da3 die Auswirkung von Temperaturechwankungen gleich Null ist. Ein weiterer, besonderer Vorteil besteht darin, daß die kreisförmig symmetrische Art der Lagerung gute Ergebnisse unabhängig von der Richtung der Kräfte liefert. Da die oben erwähnten Fehlerquellen durch die bauliche Ausgestaltung und durch die Schaltung berücksichtigt sind, kann der erfindungsgemäße Fühler hoch empfindlieh und genau ausgeführt werden, so daß er auch sehr hohen Anforderungen gerecht wird.

Die in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtung kann in einem Gehäuse eingeschlossen werden, um sie vor Schmutz und Fremdteilchen zu schützen. Der Fühler kann auch zum Wägen hängender Lasten ver-

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wendet werden. Zu diesem Zweck ist es lediglich bei dem in Fig· I gezeigten Fühler notwendig, den Stößel 12 nach unten zu dem Boden hin und durch diesen hindurch zu verlängern und ihn mit einer Halterung zu versehen, an der die Last angehängt werden kann. In diesem Fall wird der Fühler an seinem starren, verstärkten Rand gehalten, so daß er am Umfang symmetrisch gelagert ist und jederzeit senkrecht zu der Richtung liegt, in der die Last wirkt.. Der erfindungsgemäße Fühler kann für beliebige Wägevorgänge verwendet werden, er kann auch allgemein als Fühlerelement für verschiedene Arten von Kräften Verwendung finden.

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Claims

Dr. Ing. H. Negendank

Dipl. Ing. H. H suck

Dipl. Phys. W. Schmitz

8 ΜΜηΑε* i S, Mo2sri*ir.23

ΤβΙ.53βΜ86
Insinööritoimisto Datex Oy

Vanha TaIvitie 11, 19- April 1971

Helsinki 50, Finnland Anwalts ale te M-

Patentansprüche

©Fühler zur Messung von Kräften mit Dehnungsmeßwiderständen,die auf einem Belastungselement befestigt und mit einer elektrischen Verstärker- und Detektorvorrichtung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Belastungselement wenigstens zwei mit Dehnungsmeßwiderständen (1-8) versehene Scheiben (9,10) aufweist, die an ihren Rärd ern einander gegenüberliegend fest miteinander verbunden sind, und daß der Stößel (12) des mittigen Belastungsteiles unter engem Paßsitz in Bohrungen durch die Mitte der gegeneinander gedrückten Scheiben (9,10) eingesetzt ist.
2. Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß identische Scheiben (9,10) an ihren Rändern wechselweise mittels unter gleichen Abständen angeordneten Schrauben (11) oder Bolzen miteinander verbunden sind.
3. Fühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Dehnungsmeßwiderstände (1-8) an beiden Seiten der Mitte in der

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Richtung der Kraftwirkung der Last in zwei Reihen angeordnet sind, von denen die eine über der anderen liegt.

^}4. Fühler nach einem der Ansprüche 1 - 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsmeßwiderstände (1-8) in an sich bekannter Weise zu einer Brücke zusammengeschaltet sind, die an einer

Stromquelle liegt und an eine Verstärker- und Detektorvorrichtung angeschaltet ist.

P 5· Fühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (12) des mittigen Belastungsteiles sich nach unten und außen erstreckt und eine Halterung zum Aufhängen der Last aufweist, und daß die Ränder der Scheiben (9,10) an einen höher liegenden Körper gelagert sind.

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