DE2529028A1

DE2529028A1 - Verfahren und vorrichtung zur kraftmessung

Info

Publication number: DE2529028A1
Application number: DE19752529028
Authority: DE
Inventors: Eric Laimins
Original assignee: Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH
Current assignee: Hottinger Bruel and Kjaer GmbH
Priority date: 1974-07-01
Filing date: 1975-06-28
Publication date: 1976-01-22
Also published as: FR2277336B1; NL7507816A; BR7504142A; US3949603A; DE2529028C2; IT1039561B; SE7507460L; GB1517764A; BR7504157A; FR2277336A1; SE426623B; HU175095B; CA1029573A; JPS604417B2; JPS5125177A

Description

Hottinger Baldwin Measurements Incorporated 17 Mercer Road
01760 Natick
Massachusetts / USA

80.01

Verfahren und Vorrichtung zur Kraftmeßung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kraftmeßung mittels elektrischer Meßung mechanischer Dehnungen.

Zum Messen von Kräften mittels elektrischer Meßung mechanischer Dehnungen werden beispielsweise Dehnungsmeßstreifen-Aufnehmer verwendet. Dabei wird ein elektrischer Widerstandsdehnungsmeßstreifen auf der Oberfläche eines elastischen Gliedes oder Balkens befestigt. Anschließend wird dieses Gebilde einer Kraftwirkung ausgesetzt. Die Dehnung in dem Glied oder dem Balken ändert infolge der wirkenden Kraft den elektrischen Widerstand des Dehnungsmeßstreifens im Verhältnis zu der Dehnung, und die Kraft kann somit elektrisch gemessen werden.

Derartige Dehnungsmeßstreifen werden seit dem Zweiten Weltkrieg verwandt und wurden seither ständig verbessert. Ihre bequeme Anwendung, die Kleinheit des Dehnungsmeßstreifens und die gebrauchsfertige Verwendbarkeit des Ausgangssignals der Dehiungsmeßstreifen in elektrischen Stromkreisen und die sich daraus ergebende Einfachheit der Übertragung in digitale Form für die Datenverarbeitung haben zu einer ständig wachsenden Nachfrage für ihre Verwendung und ihre verbesserte Genauigkeit geführt.

Ein weiterer typischer Anwendungsbereich für derartige Aufnehmer bietet sich bei Wiegevorrichtungen an. Selbstverständlich wurden gravimetrische Waagen des Waage-Balken Types während Jahrhunderten zum Wiegen verwandt, wenn Genauigkeit verlangt war, während Federwaage-Wiegevorrichtungen traditionsgemäß als relativ grob und ungenau angesehen wurden. Dehnungs-

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meßstreifen-Aufnehmer fallen selbtsverständlich in die allgemeine Kategorie der Federwaagen, und alle Probleme, die im Zusammenhang mit der konventionellen Federwaage stehen, wie z.B. Empfindlichkeit gegenüber Temperaturveranderüngen, Ermüdungserscheinungen, Kriechen usw. treffen auch auf den Dehnungsmeßstreifen zu.

Viele dieser Probleme wurden jedoch weitgehend gelöst. So wurden z.B. wirksame Methoden zur Ko$ensierung von Temperaturveränderungen bei Dehnungsmeßstreifen aufgearbeitet. Weitere Probleme, wie z.B. die Kompensation des Kriechens, Kompensation der Relaxation und die Kompensation der Feuchtigkeitsveränderung, wurde ebenfalls gelöst oder weitgehend reduziert.

Ein Hauptproblem jedoch, welches noch gelöst werden muß, ist das Problem der Abhängigkeit vom Ort der Lasteinleitung, besonders dann, wenn nur vertikale Kräfte zu messen sind. Es versteht sich natürlich, daß in allen Fällen, in denen es möglich ist, die Wiege^lattform durch eine Parallelogramm-Biegefeder-Anordnung zu unterstützen, das Problem der Abhängigkeit vom Ort der Lasteinleitung praktisch ausgeschlossen werden kann. Diese Anordnung wird vorwiegend für Dehnungsmeßstreifen-Kraftaufnehmer für kleinere Kräfte in wirkungsvoller Weise verwandt (US-PS 2 Θ66 059 und US-PS 3 439 761]. Die Parallelogramm-Anordnung dieser genannten Patente gestattet es, die vertikale Kraftkomponente unabhängig von den Verlagerungen des Belastungspunktes zu messen, vorausgesetzt, die Dehnungsmeßstreifen wurden sehr genau angeordnet, wobei die Dehnung an zwei oder mehreren Stellen auf der Parallelogramm-Anordnung gemessen wird. Tatsächlich kann noch größere Genauigkeit erzielt werden durch die elektrische Kompensation geringer Diskrepanzen in der Lage der Dehnungsmeßstreifen [US-PS 3 576 128). In der Parallelogramm-Anordnung sind die Dehnungsmeßstreifen tatsächlich so angeordnet, daß die Biege-Dehnung an zwei oder mehr Stellen des Parallelogramms gemessen wird, was jedoch nicht bedeutet, daß das Biegemoment des gesamten Systems gemessen wird. Tatsächlich hebt die Art, in der die Ausgangssignale der Dehnungsmeßstreifen verwandt werden, die

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Wirkung des Biegemoments auf und ergibt lediglich eine Meßung der vertikalen Kräfte, welche auf den Aufnehmer wirken. Der Hauptvorteil der richtig mit Dehnungsmeßstreifen ausgestatteten Parallelogramm-Anordnung liegt darin, daß die Möglichkeit besteht, die vertikalen Kräfte unabhängig von den Veränderungen des Belastungspunktes zu messen.

Die Parallelogramm-Anordnung eignet sich zwar gut für leichtere Gewichte, jedoch nicht zum Messen von schweren Gewichten z.B. 5 t und mehr.

In dem US Patent 3 554 025 wird ein Doppelbiegebalken, welcher aus einem Grundbalken und einem zweiten Balken besteht, welcher mit dem freien Ende des Grundbalkens verbunden ist und welcher über den Grundbalken zurückreicht, offenbart. Bei dieser Anordnung sind die Dehnungsmeßstreifen an dem Grundbalken an einem Punkt befestigt wo sie eine Linie mit der Schubachse der Last bilden. Eine Anwendung dieser Anordnung für große Lasten ist zufolge der dann unhandlich werdenden Konstruktion nicht gegeben, um eine Abhängigkeit vom Ort des Lastangriffes, welcher nicht größer sein darf als 0,3 % pro 6 mm Verschiebung des Lastangriffs zu erreichen.

Insbesondere bei großen Lasten oberhalb 5 t ist es jedoch praktisch unmöglich die unvermeidbaren Veränderungen des Lastangriffs auf weniger als 12 mm zu reduzieren. Die hauptsächlichen Ursachen hierfür sind Veränderungen in den Dimensionen der Belastungsplattformen aufgrund von Wärmeausdehnungen und Belastungsveränderungen. In den Fällen, wo es sich um extrem große Kräfte handelt, Werden Kugelpfannen an Stelle von Pfanne-Schneidelagern verwendet. Wenn sich die Plattform (oder der Aufnehmer] verbiegt, tritt jedoch bei diesen Lagerungen automatisch eine Verlagerung des Kraftangriffs auf. Eine solche Veränderung jedoch würde bei einem konventionellen Aufnehmer einen Fehler von 0,6 % darstellen, und ein solcher Fehler wäre in der Wägetechnik unerlaubt groß. Die Vorschriften der Regierung fordern größere Genauigkeit.

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Bisher gab es keine Möglichkeit das Problem der Abhängigkeit vom Lastangriffspunkt mittels Dehnungsmeßstreifen-Aufnehmer, für sehr große Lasten, besser als mit 0,3 % Fehler pro 6 mm Verlagerung des Lastangriffs zu Lösen. Alle f^iyPheren Versuchs, die Wirkung der Biegebelastung auszuschalten und Bauformen einzusetzen, welche ausgewählt wurden, um die Biege-Dehnung zu verringern, haben es nicht ermöglicht, eine unvermeidbare und bisher nicht völlig bekannte Wechselwirkung zwischen den Biege- und Scherdehnungen, welche die Scherkraftmeßung verfälschen, auszuschalten oder ausreichend zu reduzieren. Das Ergebnis ist, daß die Abhängigkeit vom Ort des Lastangriffs noch immer ein Hauptproblem darstellt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Verfahren und Vorrichtung in Vorschlag zu bringen, wodurch dieses Problem lösbar wird. Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß bei Krafteinwirkung auf ein· Bauteil auftretende Biege- und Scherdehnungen aufgenommen werden. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß gleichzeitig eine Beeinflußung der Scnerdehnung durch die Biegung berücksichtigt wird. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei einer Wechselwirkung zwischen Biege- und Scherdehnungen, welche die Meßung der Scherdehnung auf einer gegebenen Fläche verfälscht und welche nicht durch alleinige Ausschaltung der Meßung der Biege-Dehnung eliminiert werden kann, nunmehr ausgeschaltet wird. Diese Erfindung befaßt sich mit zwei bisher unbeachteten Aspekten der verfälschenden Wechselwirkung. Der erste dieser Aspekte ist, daß die Verfälschung der Scher- Dehnungrneßung weit weniger von der Position, an welcher die Scher- Dehnungsmeßung entlang einer gegebenen vertikalen Linie vorgenommen wird, beeinflußt wird als die Biege- Dehnungsmeßung. Der zweite Aspekt ist, daß bei Dehnungsmeßstreifen, welche an einem Balken auf einer · Scherdehnungsoberflache, d.h. einer Oberfläche, welche sowohl zur Achse des Balken als auch zur Richtung der zu messenden Kraft parallel ist, befestigt sind, die aus der Biegung herführende Verfälschung der Scher- Dehnungsmeßung so geringfügig von Änderungen der Scherdehnung beeinflußt wird, daß

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eine Meßung der auf der Scherdehnungsoberflache vorgenommenen Biege- Dehnungen hinreichend genau proportional der aus der Biegung herrührenden Verfälschung der Scherdehnungsmeßung ist, so daß die Biege- Dehnungsmeßung allein so verwendet und bemeßen werden kann, daß sie ein genaues Maß der Scher- Dehnungsverfälschung über einen weiten Bereich der Scher- Dehnungsmeßung repräsentiert.

Die Erfindung geht also folgenden Weg. Anstelle des Versuches, die Biege- Dehnung physikalisch zu verringern oder ihre Meßung elektrisch zu eliminieren, wird sie genau gemessen und sowohl mit der Meßung der Scherdehnung als auch der Scherdehnungsverfälschung vereinigt. Weiterhin werden die Dehnungsmeßstreifen auf der Scherdehiingsoberflache angebracht und elektrisch verbunden so, daß die Vorzeichen der Verfälschung und der Biegedehnung entgegengesetzt sind, und es werden Parameter für die Biegedehnung ausgewählt, welche einerjWert geben, der wesentlich gleich und entgegengesetzt den Werten der durch die Biege- Dehnung verursachten Verfälschung der Scherdehung ist. Wenn z.B. auf diese Weise das Biege-Moment ohne Erhöhung der Scherkraft vergrößert wird, wie dies bei Veränderung des Belastungspunktes der Fall ist, so erhöht sich die Biege- Dehnungs-Komponente der gesamten Meßung, und demzufolge wird sich der absolute Wert der Verfälschungskomponente der gesamten Meßung ebenfalls erhöhen. Da jedoch das Ausmaß dieser Veränderungen im wesentlichen gleich und ihre Zeichen entgegengesetzt sind, verursacht eine derartige Veränderung des Belastungspunktes keine Veränderung im Gesamtergebnis. Somit ist die Gesamtmeßung proportional der Last, ungeachtet der Veränderungen des Belastungspunktes. Umgekehrt wenn eine Veränderung in der Scherkraft auftritt, wie im Falle der Veränderung des Gewichts auf der Wiegeplattform, so tritt kein Genauigkeitsverlust auf, weil sich Biege-Dehnung, Scherdehnung und Verfälschung (Deformation) gleichzeitig und im direkten Verhältnis ändern.

Bei Anwendung der Brf ind-crü wird eine reproduzierbare linempfindlichkeit gegen Verlagerung des Belastungspunktes erreicht, die besser als 0,03 % pro 6 mm Verschiebung des

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Belastungspunktes ist, und zwar bei einer Belastung von 30 bis 50 t.

Die βrfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich durch einen Dehnungsmeßstreifen-Aufnehmer aus, der B-H-ft einefa leicht herstellbaren Biegebalken beinhaltet, welcher in Bezug auf Verlagerung des Belastungspunktes praktisch unempfindlich ist. Ein weiterer Vorteil dieses Aufnehmers ist in dem geringem mechanischen und technischen Aufwand zu sehen im Vergleich mit dem Hohen Aufwand für die Herstellung konventioneller Aufnehmer. Weiterhin besteht ein großer Vorteil eines derartigen Aufnehmer in der rationelleren und genaueren Meßung und zwar nicht nur für sehr große sondern auch für kleine Kräfte.

Es gibt eine Reihe erfindungsgemäßer Ausgestaltungen, wonach die erforderlichen Parameter für die vorerwähnte Beziehung zwischen Biege- Dehnung und Scher-Dlhnung festgesetzt werden können. So kann z.B. für jede gegebene Anbringung der Scherdehnungsmeßstreifen im Abstand von der neutralen Biege-Achse, der Betrag des Biege-Dehnungsmeßanteils der Dehnungsmeßstreifen entsprechend dem Scherverfälschungsfaktor ausgewählt werden. Umgekehrt kann für jeden gegebenen Betrag der Biegedehnung der Abstand zwischen Dehnungsmeßstreifen und neutraler Achse so ausgewählt werden, um eine Abhängigkeit des Dehnungsmeßstreifens von der Biegung zu erzielen, welche gleich und entgegengesetzt dem Scher-Verfälschungs-Faktor ist. Weitere erfinderische Möglichkeiten bestehen darin, die Dehnungsmeßstreifen nach Art und Befestigungsort nicht zu variieren, statt dessen jedoch das Verhältnis zwischen dem Verfalschungsfaktor und der Scherdehnungsmeßung. Dies kann ebenfalls erfindungsgemäß durch Änderung der Geometrie des Querschnitts erfolgen.

Einjweiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß anstelle eines einzigen erfindungsgemäßen Dehnungsmeßstreifen eine Mehrzahl von Dehnungsmeßstreifen des Scherkrafttyps verwandt werden, d.h. zwei unter 45° und zwei unter 135 oberhalb und unterhalb der neutralen Biegeachse angeordnet. Weiterhin wird

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eine erfinderische Ausgestaltung darin gesehen, daß die DehnungsmeBstreifen in einer Wheatstoneschen Brückenschaltung derart verbunden sind, daß sie die Biege-Dehnungmeß?ung im Brücken-Ausgang einschließen und nicht eliminieren und daß der Abstand der jeweiligen Dehnungsmeßstreifen zu der neutralen Achse besonders ausgewählt wird, um einen Anteil der Biegedehnungsmeßung zu bewirken dessen Betrag gleich und entgegengesetzt zu der Verfälschung der Scherdehnungsmeßung ist. Hierbei wird darauf hingewiesen, daß dies mit nur vier Dehnungsmeßstreifen durchgeführt werden kann, was eine wesentliche Einsparung bedeuted.

In einfachster Form wird der Abstand der Dehnungsmeßstreifen von der neutralen Achse durch Versuch bestimmt. Es ist jedoch auch möglich diesen Abstand theoretisch zu errechnen, obwohl sich eine solche Berechnung für Querschnitte die nicht der elementarsten Form entsprechen etwas aufwendig gestalten würde. Beide Methoden sind, wenn sie für einen Querschnitt bestimmt wurden, für diesen Querschnitt stehts reproduzierbar, so daß das Ergebnis der Meßung in der Produktion stets gewährleistet wird, ohne daß eine individuelle Einstellung erforderlich wäre.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß jeder Querschnitt zur Meßung verwendet werden kann, so daß nicht nur ScherdehnungsmeBquerschnitte verwendet werden können, da durch die Erfindung die schädlichen Auswirkungen der Wechselwirkung dieser beiden Dehnungen, Scherdehnung und Biegedehnung wirksam eliminiert werden. Dementsprechend können kompakte, zylindrische, rechteckige und andere Querschnitte, je nach dem wie sie für eine gegebene Anwendung geeignet sind, verwendet werden und jedliche Verfälschung, welche durch die Wechselwirkung von Biege- und Scherkraft verursacht wird, kann durch die Verwendung der Erfindung eliminiert werden.

Darüberhinaus gestattet es die Erfindung jedoch besondere Querschnitte auszuwählen und Dehnungsmeßstreifen darauf in der Art anzubringen, daß die Auswirkungen ungünstiger Belastungen

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verringert werden, ohne daB man sich mit dem Problem der Wechselwirkung zwischen Biege- und Scherkraft auf einer Scher-Dehriungsoberflache befassen muß.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß mit ihrer Hilfe ein extrem einfacher Scherkraftaufnehmer für jeden beliebigen Lastbereich hergestellt werden kann, welcher gegen Verlagerungen des Belastungspunktes unempfindlich ist. Somit bringt diese Erfindung, obwohl ihre einzigartige Anwendungsweise im Bereich des Messens extrem großer Kräfte liegt, wo es bisher nichts von zufriedenstellender Art gab, auch Vorteile beim Messen kleiner Kräfte, denn, obwohl die herkömmlichen Aufnehmer mit Parallelogramm-Anordnung ausgezeichnet sind in Bezug auf die Unempfindlichkeit gegen Verlagerung des Belastungspunktes im Zusammenhang mit dem Messen kleiner Kräfte, so sind sie schwieriger herzustellen, und sie sind kritischer in Bezug auf die Genauigkeit der Anordnung der Dehnungsmeßstreifen. Somit ist die Vorrichtung entsprechend dieser Erfindung in vieler Hinsicht auch für Meßungen kleiner Kräfte ausgezeichnet geeignet.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das kritische Verhältnis zwischen den Scher- und Biege-Dehnungsmeßungen auch durch die Veränderung des Winkels der Dehnungsmeßstreifen anstelle des Abstandes erzielt werden kann. Diesel kann von Vorteil sein, wenn Abmeßungen ein Erzielen des benötigten Verhältnisses innerhalb eines gegebenen Raumes verhindern.

Ein weiteres Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin, daß durch konstruktive Ausgestaltung des Dehnungsmeßstreifens Einflüße,die durch seine Ausdehnung hervorgerufen werden beseitigt werden können.

Ein.besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die Erfindung kein anderes Leistungsmerkmal eines Aufnehmer vermindert wird wie z.B. Unempfindlichkeit gegenüber ungünstigen Belastungen, Unempfindlichkeit gegenüber Temperaturänderungen, Zuverlässigkeit, Überlastbarkeit, usw.

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Die Erfindung umfaßt somit ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kraftmessung mittels elektrischer Messung mechanischer Dehnung die sich dadurch auszeichnet, daß die Verzerrung der Messungen einer gegebenen Dehnung auf einer gegebenen Fläche aufgrund der Wechselwirkungen zwischen der gegebenen Dehnung und einer zweiten Dehnung ausgeschaltet wird mittels Durchführung einer kombinierten Messung beider Dehnungen auf derselben Fläche, wobei der gemessene Wert der zweiten Dehnung mit dem Wert der Verzerrung gleichgesetzt wird, und der in dieser Weise gemessene und gleichgesetzte Wert der zweiten Dehnung wird in die kombinierte Messung mit einem dem Vorzeichen der Verzerrung entgegengesetzten Vorzeichen zur Wirkung gebracht, was einer Ausschaltung derselben gleichkommt. In einer erfindungsgemäßen Anwendung wird auf diese Weise ein Scherbalken Schertypaufnehmer, welcher einen hohen Grad von Unempfindlichkeit gegen Verlagerung des Lastangriffs besitzt, geschaffen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt

Figur 1 eine Seitenansicht eines Eisenbahnwagens, welcher auf Wiegavorrichtungen steht, die mit Dehnungsmeßstreifen-Aufnehmern ausgerüstet sind und in denen die vorliegende Erfindung verwandt werden kann.

Figur 2 eine perspektivische Sicht auf ein Ende einer Wiegevorrichtung entsprechend Figur 1, nach rechts gesehen von einer der Linien 2-2 der Abb. 1.

Figur 3 eine Seitenansicht eines typischen Kraftaufnehmers mit Dehnungsmeßstreifen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.

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Figur 4 eine perspektivische Sicht einer schematischen Darstellung eines Kraftaufnehmers mit Dehnungsmeßstreifen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, worin die Dehnungsmeßstreifen in vergrößertem Verhältnis zu dem Gerät gezeigt werden.

Figur 5 eine Seitenansicht der schematischen Darstellung des Kraftaufnehmers mit Dehnungsmeßstreifen von Figur 4.

Figur 6 ein Schema einer Wheatstone-Brückenschaltung, welche geeignet ist für die Verwendung mit dem Dehnungsmeßstreif en-Kraftaufnehmer von Figur 4, geschaltet in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.

Figur 7 bis 17 verschiedene Dehnungsmeßstreifen-Anordnungen und Ausrichtungen innerhalb der Zielsetzung der vorliegenden Erfindung.

Gemäß vorliegender Erfindung besteht in jedem Kraftaufnehmer eine Wechselwirkung zwischen Biege- und Scherdehnungen, welche die Schermessungen verfälscht _fund welche nur durch elektrische oder mechanische Verhinderung der Erfassung von Biege-Dehnungen, entsprechend der herkömmlichen Art nicht zufriedenstellend eliminiert werden kann.

Berücksichtigt werden die Tatsachen Ca), daß die Verfälschung der Scher-Dehnungsmessung von der Stelle, an welcher die Scher-Dehnungsmessung entlang einer vertikalen Achse in einer Ebene, welche normal zur Achse des Balkens verläuft, vorgenommen wird, weniger abhängt, als die Biege-Dehnungsmessung, und Cb) daß die Seher-Dehnungsmeßstreifen auf einer Scher-Dehnungsoberflache in Abstand von der neutralen Achse des Balkens so angebracht werden, daß sie teilweise Biegedehnung messen, und elektrisch so verbunden sind, daß der Teil der Messung, welcher von der Biegedehnung herrührt, im Vorzeichen entgegengesetzt ist der Verfälschung, welche durch Biegung in der Scher-Dehnungsmessung hervorgerufen wird, und daß die Gesamtdehnung, welche von jedem

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Dehnungsmeßstreifen gemssen wird, die algebraische Summe der Zug- und Druckdehnungen aus Biegung und Scherung einschließlich der Verzerrung ist. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Anteil an der gesamten, von jedem Dehnungsmeßstreifen gemessenen Dehnung, welcher nur biegungsbezogen ist, dazu verwendet werden kann, der scherbezogenen Messung in additiver oder subtraktiver Weise zugefügt zu werden, und zwar in der Art, daß die darin enthaltene Verfälschung über einen zweiten Kräftebereich zufriedenstellend kompensiert werden kann.

Wie aus den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, ist eine typische Anwendungsform der Erfindung das Wiegen von Eisenbahnwagen, wobei ein Paar Wiegeplattformen Zo vorgesehen ist, um die Endlaufräder des Eisenbahnwagens aufzunehmen und zu tragen. Die Plattformen 2o werden von jeweils vier Dehnungsmeßstreifen-Kraftaufnehmern, wie in 22 angegeben getragen - an jeder Ecke einer. Die Aufnehmer enthalten je einen im wesentlichen zylindrischen Balken 24 aus rostfreiem Stahl, welcher in geeigneter Weise an einer Ecke der Plattform 2o befestigt ist und dessen anderes Ende von einem aufrecht stehenden Bolzen 2B, welcher in eine Aussparung 28 paßt, getragen wird.

Das obere Ende des Bolzens 26 ist gewölbt, und es ist zur Aufnahme sehr schwerer Lasten vorgesehen. In einer erfindungsgemäßen Installation ist der Balken 22 1oo mm im Durchmesser, und Bolzen 26 und Balken 22 sind so ausgelegt, daß sie bis 5o t aufnehmen können.

Es soll jedoch nicht der Eindruck entstehen, als sei beabsichtigt, die Anwendung der Erfindung auf einen einfachen Balken mit nur einem freien Ende zu beschränken, da seine Brauchbarkeit auch im Zusammenhang mit einer Konstruktion, welche eine Vielzahl von balkenähnlichen Komponenten hat, wie auch für zusammengesetzte Balken mit mehreren Armen, gegeben ist.

Der Balken 24 ist so bearbeitet, daß er mit einem Paar symmetrisch angeordneter zylindrischer Aussparungen 3o Cnur eine

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davon wird in Figur 3 gezeigt) ausgestattet ist, zwischen welchen eine flache Platte 32 stehenbleibt, welche in dieser Anwendungsform verhältnismäßig dünn ist und welche vertikal ausgerichtet ist. Da die Oberfläche der Platte 32 in einer Ebene parallel zur Achse des Balkens 22 liegt und auch zur Richtung der zu messenden Kraft parallel [d.h. vertikal) ist, spricht sie auf Scherkräfte an und wird daher hierin als "Scher-Dehnungsoberfläche" bezeichnet, zum Unterschied zu den horizontal ausgerichteten Flächen (nicht in der neutralen Achse), welche als "Biege-Dehnungsoberflachen" bezeichnet würden.

Der Balken 22 ist auch injder Weise bearbeitet, daß er eine zentrale Bohrung 34 in Verbindung mit den Aussparungen 3o hat, um die Leitungen zu den Dehnungsmeßstreifen aufzunehmen und zu schützen.

Um die Beschreibung zu erleichtern, ist in Figur 4 eine schematische Darstellung eines Balkens 36 dargestellt, der bei 38 fixiert ist und dessen freiem Ende 4o eine Kraft zugeführt wird. Die neutrals Achse des Balkens 36 wird von der mit N.A. bezeichneten Linie angezeigt. Die vertikalen Flächen 42 und 44, parallel zu der Achse des Balkens, eine auf jeder Seite des Balkens, repräsentieren ein Paar von Scher-Dehnungsoberflachen und entsprechen den freiliegenden Oberflächen der Platte 32 im Grunde der entsprechenden Aussparungen 3o, wie in Figur 3 gezeigt.

den Scher-Dehnungsoberflachen 42 und 44 werden Dehnungsmeßstreifen angebracht. In einer erfindungsgemäßen Anordnung werden vier Dehnungsmeßstreifen 46, 48, 5o und 52, wie in Figur 4 gezeigt. Die Dehnungsmeßstreifen 46 und 48 werden auf der Scher-Dehnungsoberf lache 42 montiert. Der Dehnungsmeßstreifen 46 mißt die Zugdehnung infolge der Scherkraft (T ) und die Zugdehnung

infolge der Biegekraft (T.), wie sie unter 45 zur neutralen Achse 1o wirkenj der Dehnungsmeßstreifen 48 mißt die Druckdehnung entsprechend der Scherkraft (C ) und die Druckdehnung entsprechend

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der Biegekraft CC, ), wie sie unter 135° zur neutralen Achse wirken. Die Dehnungsmeßstreifen 5o und 52 sind in ähnlicher Weise auf der Rückfront 44 des Balkens 36 montiert, so daß der Dehnungsmeßstreifen 5o die gleichen Dehnungen wie der Dehnungsmeßstreifen 46 (T und T, ) und der Dehnungsmeßstreifen 52 die gleichen Dehnungen wie der Dehnungsmeßstreifen 48 (C und

C, ) mißt.

Die Dehnungsmeßstreifenpaare 46 und 5o sowie 48 und 52 werden in jedem Fall direkt gegenüberliegend, mit ihren Gittern parallel, auf ihren entsprechenden Scher-Dehnungsoberflachen angebracht. Dies vermindert Kompensations-Probleme und macht sich die Tatsache zu Nutze, daß - da alle Messungen auf den vertikalen Scher-Dehnungsoberflachen 42 und 44 vorgenommen werden solche Faktoren, wie Anbringungsverfahren und Temperatur-Kompensation, minimal sind und standardisiert werden können.

In Verbindung mit der oben erwähnten Dehnungsmeßstreifen-Ausrichtung wird für die vorliegende Erfindung eine Wheatstone-Brückenschaltung, wie in Figur 6 gezeigt, verwendet, in welcher die Dehnungsmeßstreifen 46, 48, 5o und 52 miteinander als Widerstands-Elemente R1-R4 verbunden sind. Die Verbindung ist dergestalt, daß der Dehnungsmeßstreifen 46 R1 entspricht, Dehnungsmeßstreifen 48 entspricht R2, Dehnungsmeßstreifen 5o entspricht R3 und Dehnungsmeßstreifen 52 entspricht R4. Aus Figur 6 ist außerdem ersichtlich, daß bei der vorliegenden Erfindung das Ausgangssignal der Brückenschaltung über die Kontakte 54 und 56 abgenommen wird, während die Kontakte 58 und Bo an eine externe Stromquelle angeschlossen sind.

Die oben beschriebene Schaltung liefert ein Signal der Brücke von Figur 6, welches sowohl die Biege- wie Scher-Dehnungswerte als auch den Einfluß der verfälschenden Wechselwirkung zwischen Biegung und Scherung beinhaltet. Genau genommen, messen die Dehnungsmeßstreifen 46 und 5o T und T, , währen die Dehnungs-

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meßstreifen 48 und 52 C und C, messen. Somit führen die sich

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ergebenden Veränderungen der DehnungsmeBstreifenwiderstande zu Veränderungen des Ausgangssignales an den Kontakten 54 und 56 infolge der Scherkraft wie auch der Biegekraft, wobei letztere in derselben Richtung auftritt, wie die Veränderung aufgrund der Scherkraft. Es ergibt sich jedoch eine verfälschende Wechselwirkung zwischen Biege- und Scherkraft, welche in diesem Falle einen negativen Einfluß auf das Gesamtsignal der Brücke hatj da jedoch der Betrag des Biege-Dehnungs-Anteiles der Messung danach ausgesucht wird, daß er dem Verfälschungs-Faktor aufgrund der Wirkung der Biegung auf die Scherung gleich und entgegengesetzt ist, heben sich diese beiden Faktoren auf.

Da in diesem Falle der Biegeanteil zum Scheranteil hinzuaddiert wird, bezeichnet man dies als die additive Methode der Kompensation .

Eine ähnliche Analyse trifft zu, wenn der Verfälschungs-Faktor aufgrund der Wirkung der Biegung auf die Scherung einen positiven Einfluß auf das Gesamtergebnis der Brücke hat, wie dies bei einigen Mehrfach-Balken-Anordnungen der Fall sein kann. Wenn dieser Zustand jedoch besteht, so erfordert er eine Umkehrung dsr Lage der Dehnungsmeßstreifen in Bezug auf die neutrale Achse. Dies wird in den Figuren 7, 8 und 9 gezeigt, aus denen ersichtlich ist, daß die Dehnungsmeßstreifen 46 und 5o so angebracht sind, daß die T und C, messen, während die

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Dehnungsmeßstreifen 48 und 52 so angebracht sind, daß sie T, und fl* messen? die Brückenschaltung ist dann dergestalt, daß

der Dehnungsmeßstreifen 48 R1 entspricht, Dehnungsmeßstreifen 46 entspricht R2, Dehnungsmeßstreifen 52 entspricht R3, Dehnungsmeßstreifen 5o entspricht R4. Somit wird das Signal der Brücke aufgrund der Biege-Dehnung von dem Signal aufgrund der Seher-Dehnung abgezogen, und der Betrag des Biege-Dehnungs-Anteils der Messung wird so ausgewählt, daß er der Verfälschung der Scher-Dehnungsmessung durch die Biegung, welche in diesem Falle positiv ist, genau gleich und entgegengesetzt . Auf diese Weise heben sich der Biege-Anteil und die Verfälschungs-Komponente gegenseitig völlig auf. Da der Biege-Anteil vom Seher-Anteil

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subtrahiert wird, bezeichnet man dies als die subtraktive Methode der Kompensation.

Sowohl in der additiven als auch in der subtraktiven Methode wird die Kombination der Biege- und Scher-Dehnungsmessungen in der Weise angewandt, daß die Änderung des Gesamtsignales der Brücke infolge von Verlagerungen des Belastungspunktes wesentlich verringert und praktisch ausgeschaltet wird. Wenn z.B. bezugnehmend auf Figur 4, die wirkende Last (bei 4o) nach innen bewegt wird (gegen die rechte Seite), so erhöhen sich die gemessenen scherbezogenen Dehnungen(T und C ) infolge der Redu-

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zierung der negativ verlaufenden Wechselwirkung zwischen Scher- und Biegedehnungen. Gleichzeitig verringern sich natürlich die gemessenen Biege-Dehnungen (T, und C, ) aufgrund des niedrigeren wirkenden Biege-Momentes. Bei einer optimalen Anbringung der Dehnungsmeßstreifen im Abstand von der neutralen Achse wird die Verringerung im Gesamtsignal der Brücke aufgrund der Verringerung in den biegebezogenen Dehnungen durch eine gleiche und entgegengesetzte Erhöhung im Gesamtsignal aufgrund der Verringerung des negativ verlaufenden Verfälschungs-Faktors ausgeglichen. Da die Dehnungsmeßstreifen 46 und 5o die Summe aus Zug-Scherung, Verfälschungs-Faktor und Biegedehnungen, die Dehnungsmeßstreifen und 52 die Summe aus Druck-Scherung, Verfälschungsfaktor und Biege-Dehnungen messen, verbleibt die von der Kombination gemessene Gesamtdehnung im wesentlichen unverändert. Folglich ist das gesamt Brücken-Signal praktisch unempfindlich gegen Verlagerungen des Belastungspunktes. In der Praxis bedeutet dies, daß eine Reduzierung der Empfindlichkeit gegen Last-Verlagerungen von mehr als 15 zu 1 gegenüber den früher bekannten Formen erzielt wurde·

Das Verhalten der subtraktiven Kompensations-Methode, in welcher der Verfälschungs-Faktor positiv ist, ist ähnlich, jedoch umgekehrt. So verringert sich bei der subtraktiven Methode, wenn die eingeleitete Kraft nach innen bewegt wird, der positiv verlaufende Verfälschungs-Faktor, da sich die Biegedehnung verringert.

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Die Dehnungsmeßstreifen 46 und 5o messen jedoch die algebraische Summe aus Zug-Scherung, Verfälschungs-Faktor und Druck-Biege-Dehnungen, während die Dehnungsmeßstreifen 48 und 52 die algebraische Summe aus Druck-Scherung, Verfälschungs-Faktor und Zug-Biegedehnungen messen; die gemessenen Biege-Dehnungen stehen im subtraktiven Verhältnis zu den gemessenen Seher-Dehnungen .

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Außerdem ist der gewählte Wert des subtrahierten Teiles gleich und entgegengesetzt zu dem positiv verlaufenden Verfälschungs-Faktor. Daher bleibt die tatsächlich von den Dehnungsmeßstreifen gemessene Dehnung unverändert, und der Aufnehmer ist daher praktisch unempfindlich gegen Verlagerung des Belastungspunktes .

Komplementäre Bedingungen bestehen natürlich derart, daß, wenn die Last nach außen bewegt wird, sich daraus gleichfalls keine Veränderung des Aufnehmer-Signals ergibt.

Hinzu kommt, daß nur eine sehr geringe Rückwirkung der Scherung auf die Biegung vorhanden ist, da die entsprechend der Erfindung kompensierten Aufnehmer keinen bemerkenswerten Verlust in der Genauigkeit der Kompensation über einen weiten Bereich der Änderung der Seher-Dehnung zeigen im Belastungsbereich von 0 bis 50 t.

In den Figuren 10 - 17 sind verschiedene Formen und Dehnungsmeßstreifen-Anordnungen, die alle in die Zielsetzung der Erfindung fallen, gezeigt. In Figur 10 und 11 sind die additiven und subtraktiven Methoden entsprechend Figur 4 bzw. 7 gezeigt, wobei lediglich die Dehnungsmeßstreifen in realistischerer Weise dargestellt sind. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Brücken nach Figur 6 bzw. 9 auch mit festen Werten für drei der festen Widerstände betrieben werden können, wobei erfindungsgemäß das Signal eines einzelnen Dehnungsmeßstreifens die gesamte Kraftmessung beinhaltet. In diesem Falle kann erfindungsgemäß der einzelne Dehnungsmeßstreifen noch als Mehrkomponenten-Dehnungsmeßstreifen ausgebildet sein, da der sowohl zum Messen der Biege-Dehnung als auch der Seher-Dehnung, zusammen mit dem Verfälschungs-Faktor verwendet wird. Selbstverständlich ist die Anordnung eines einzigen Dehnungsmeßstreifens zur kompletten Messung eine erfinderische Einf a^/j-Lösung. Ein solcher Aufnehmer wird nicht die Vorteile der Unempfindlichkeit gegenüber anderen ungünstigen Belastungen aufweisen, wi3

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die erfinderischen Ausführungsformen, bei denen vier Dehnungsmeßstreifen verwandt werden. Das Signal der Brücke ist ein Viertel dessen, welches von der Bauart mit vier Meßstreifen erbracht wird. Er ist jedoch immer noch eine nutzbare Anordnung und stellt eine wesentliche Einsparung für den Fall dar, bei welchem eine derartige Reduzierung der Gesamtleistung toleriert werden kann. Außerdem kann bei einer Anordnung, bei der an allen vier Ecken einer Plattform ein Aufnehmer verwandt wird, erfindungsgemäß jeder Aufnehmer von der Bauart sein, die nur einen Dehnungsmeßstreifen hat, wobei dieser einzelne Meßstreifen jeweils an allen bezüglichen Stellen entsprechend Figur 4 oder 7 [abhängig von der angewandten Methode) angebracht ist. In diesem Falle wird eine einzelne elektrische Brücke verwandt, und es werden einige der zusätzlichen Vorteile der Ausführungen entsprechend Figur 4 und 7 erzielt. Es können noch weitere dieser Vorteile erzielt werden durch eine Anordnung wie in den Figuren 10 und 11 gezeigt, wobei zwei Dehnungsmeßstreifen auf den komplementären Scher-Dehnungsoberflachen zweier Aufnehmer, welche sich auf den gegenüberliegenden Ecken einer Seite einer Plattform befinden, verwandt werden) diese vier Dehnungsmeßstreifen werden zu einer Brücke elektrisch verbunden.

In einigen Fällen, wo die Raumverhältnisse kritisch sind, können gemäß der Erfindung die Dehnungsmeßstreifen an verschiedenen Stellen entlang der Achse des Balkens, wie in Figur 12 und 13 gezeigt, angebracht werden. Da die verfälschende Wechselwirkung im wesentlichen im direkten Verhältnis zu der Biege-Dehnung steht, ist die Änderung der Biege-Dehnung auf Grund einer derartigen Änderung der längsseitigen Lage unwichtig. Dies zeigt ebenfalls einen allgemeinen Vorteil der Erfindung. Da die genaue längsseitige Anordnung der Dehnungsmeßstreifen nicht kritisch ist, muß nur im Hinblick auf die Entfernung der Dehnungsmeßstreifen von der neutralen Achse mit Sorgfalt vorgegangen werden .

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Wie zu ersehen ist, ist es ein erfinderisches Merkmal der Erfindung, die Möglichkeit der Herstellung eines zusammengesetzten Dehnungsmeßstreifens mit einem gemeinsamen Träger, auf welchem sich alle Dehnungsmeßstreifen, welche auf einer Scher-Dehnungsoberfläche zu befestigen sind, befinden. Wenn somit einmal der richtige Abstand von der neutralen Achse festgestellt wurde, können zwei Dehnungsmeßstreifen entsprechend Figur 10 bis 13 auf einem Träger zusammengefügt und anschließend in einem einzigen Arbeitsgang auf der Scher-Dehnungsoberflache befestigt werden. Dies bedeutet eine beträchtliche Arbeitseinsparung und gestattet weiterhin die Vereinheitlichung von Kompensations-Vorgängen. Außerdem, wenn zwei Dehnungsmeßstreifen auf einem Träger mit dem optimalen vertikalen Abstand dazwischen angeordnet werden, so ist die präzise vertikale Anordnung des Streifensatzes auf der Scher-Dehnungsoberflache nicht von besonderer Wichtigkeit, da die Druck- und Zug-Biegedehnungen einfach in der Brücke zusammengefaßt werden. Es ist unwichtig, wenn einer ein wenig weiter von der neutralen Achse entfernt ist als der andere, solange die Summe sich nicht verändert. Der einzige ungünstige Einfluß, welcher aus einer unsymmetrischen vertikalen Anordnung in einem solchen Falle resultieren könnte, existiert in dem mehr oder weniger sekundären Bereich der Fehler auf Grund ungünstiger Belastungen.

Ein einzelner Meßstreifen kann erfindungsgemäß einen Teil 64 entsprechend den Figuren 14, 15 und 16 aufweisen, welcher für reine Scher-Dehnungsmessungen konstruiert und auf der neutralen Achse angeordnet ist, sowie erfindungsgemäß eine Verlängerung 66 besitzen, welche zur neutralen Achse in angemessenem Abstand steht, um die gewünschte Kompensationswirkung aus der Biegedehnung abzuleiten. Selbstverständlich werden der elektrische Widerstand Coder die Dehnungsempfindlichkeit) des Teils 66 und seine Anbringung außerhalb der neutralen Achse im Verhältnis Cgieich und entgegengesetzt) zum vorhandenen Verfälschungs-Faktor ausgewählt. Ebenso kann erfindungsgemäß auch ein elektri-

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an.οι

scher Kontakt oder Stromabgriff zwischen den Teilen 64 und 66 angebracht werden, um einen "Feinabgleich"-Nebenschlußwiderstand parallel zum Teil 66 einzufügen, sofern dies erforderlich scheint.

Darüber hinaus können weitere Formen und Ausrichtungen des Teils 66 gewählt werden, um seine Empfindlichkeit gegenüber Biege-Dehnungen zu steigern oder zu verringern. Auch müssen die Teile 64 und 66 gemäß der Erfindung nicht verbunden werden. So können separate Dehnungsmeßstreifen auf jeder Scher-Dehnungsoberflache entsprechend Figur 17 verwandt werden zum Messen der Scher-Druck-Dehnung z. B. mit Dehnungsmeßstreifen 68, der Scher-Zug-Dehnung mit Dehnungsmeßstreifen 70, der Scher- und Biege-Zug-Dehnung mit Dehnungsmeßstreifen 72 und der Scher- und Biege-Druck-Dehnung mit Dehnungsmeßstreifen 74. Eine derartige Anofrdnung wäre weniger wirtschaftlich, wenn sie nicht erfindungsgemäß auf einem einzelnen Träger angebracht würde, sie würde jedoch den individuellen elektrischen Feinabgleich durch Nebenschlußwiderstände erleichtern.

Dies ist jedoch nur im Hinblick auf die Anwendungsformen entsprechend den Figuren 14 bis 17 von Bedeutung und bezieht sich nicht auf die Anwendungsformen entsprechend den Figuren 4 bis 13, da der Kompensations-Prozeß in den Anwendungsformen entsprechend den Figuren 14 bis 17 von dem Widerstandswert des Anteils der Dehnungsmeßstreifen, welche Biegung messen, abhängig ist. Tatsache ist also, daß das Nachvorhandensein dieser Abhängigkeit in den Anwendungsformen entsprechend den Figuren 4 bis 13 einen deutlichen Vorteil dieser Anwendungsformen gegenüber den Anwendungsformen entsprechend Figur 14 bis 17 darstellt.

In allen vorangegangenen Illustrationen wird das Dehnungsmeßstreifen-Element, welches einen Zweia der Brücke einnimmt, in kombinierter Form dargestellt. Selbst wenn gemäß der Erfindung

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ein einzelner Meßstreifen verwandt und von der neutralen Achse entfernt angebracht wird, so ist er in dem Sinne kombiniert, daß er gleichzeitig die Biege-Dehnung, die Seher-Dehnung und den Verfälschungs-Faktor mißt. Die anderen in den Figuren 14 bis 17 gezeigten Formen sind ebenfalls kombiniert, da sie dieselben Funktionen ausführen. Wenn somit bei der Erfindung und in den Ansprüchen der Ausdruck "kombinierte Dehnungsmeßstreifen-Mittel" angewandt wird, so bezieht sich dies sowohl auf den Fall, wo eine einzige Komponente die Funktionen ausführt, wie auf den Fall, daß mehrere Komponenten sie ausführen.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

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Claims

2529Q28 - 22 - 8C.D1 Patentansprüche

1.Werfahren zur Kraftmessung mittels elektrischer ■-.. /Messung mechanischer Dehnungen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Krafteinwirkung auf ein Bauteil auftretende Biege- und Seher-Dehnungen aufgenommen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig eine Beeinflussung der Seher-Dehnung durch die Biegung berücksichtigt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Dehnungsmeßstreifenaufnehmer, dadurch gekennzeichnet, daß efer eine balkenförmige Konstruktion enthält, welche mindestens eine Scher-Dehnungsoberflache hat, Mittel, um die genannte Konstruktion einer Kraft zu unterwerfen, welche als Scherung auf der genannten Scher-Dehnungsoberfläche zu messen ist unter Bedingungen bei denen ein gleichzeitig auf die genannte Konstruktion einwirkendes Biegemoment eine Verfälschung des Meßwertes, der aus der Seher-Dehnung herrührt verursacht.

4. Vorrichtung nach Anspruch $, dadurch gekennzeichnet, daß kombinierte Dehnungsmeßstreifen-Mittel, welche auf der Scher-Dehnungsoberflache angebracht sind zum Messen von Dehnungen, welche auf der genannten Oberfläche der genannten Konstruktion auftreten, wobei mindestens ein Teil der genannten Dehnungs-Meßstreifen - Mittel zum Messen von Seher-Dehnung angeordnet und ausgerichtet ist und mindestens ein Teil der genannten Dehnungs-Meßstreifen-Mittel

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zum Messen von Biege-Dehnung angeordnet und ausgerichtet ist, wobei die entsprechende Anordnung und Ausrichtung so gewählt ist, daß ein Meßwert aus der Biege-Dehnung geliefert wird, welcher im wesentlichen gleich und entgegengesetzt dem Wert der Verfälschung der Scher-Dehnungsmessung ist, welche durch die Biege-Dehnung verursacht wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Wheatstone-Brückenschaltungj und die genannten kombinierten Dehnungsmeßstreifen-Mittel in mindestens einem Zweig der genannten Brücke angeordnet sind.

B. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Dehnungsmeßstreifen-Mitteln, deren Widerstandkombination-Anordnung und Ausrichtung zusammen einen Meßwert der Biege-Dehnung liefern, welcher im wesentlichen gleich und entgegengesetzt dem Wert der Verfälschung der von der Biege-Dehnung verursachten Scher-Dehnungsmessung ist, und jedes der genannten Dehnungsmeßstreifen-Mittel ist in einem anderen Zweig der genannten Brücke angeordnet.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsmeßstreifen-Mittel einen vorfabrizierten, gemeinsamen Träger enthalten.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis B, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Dehnungsmeßstreifen-Mittel zumindest zwei verschiedene Teile enthalten, ein Teil zum Messen der Seher-Dehnung und das andere Teil zum Messen der Biege-Dehnung - zumindest teilweise.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil zum Messen der Seher-Dehnung sich auf der neutralen Achse befindet.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis B, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Verfälschung negative Wirkung auf das Signal des genannten Dehnungsmeßstreifens hat und daß der Dehnungsmeßstreifen in der Art angebracht und ausgerichtet ist, daß er die gemessenen Komponenten der Biege- und Seher-Dehnungen addiert.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis B, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Verfälschung positive Wirkung auf das Signal des genannten Dehnungsmeßstreifens hat und daß der Dehnungsmeßstreifen in der Art angebracht und ausgerichtet ist, daß er die Meßkomponente der Biegedehnung von der Seher-Dehnung subtrahiert.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Scher-Dehnungsmeßstreifenaufnehmer, dadurch gekennzeichnet, daß er unempfindlich gegen Verlagerung des Lastangriffs ist, daß eine balkenförmige Konstruktion auf Trägern montiert ist in Relation zu dem normalen Kraft-Einleitungspunkt, die die genannte Kraft elastisch aufnehmen soll, worin die genannte Konstruktion eine Oberfläche hat, welche in einer Ebene parallel zu der Ebene liegt, welche von der Achse der genannten Kraft und der neutralen Achse eines Scher-Balken-Anteiles der genannten Konstruktion bestimmt wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein kombinierter Dehnungsmeßstreifen, welcher auf der genannten Oberfläche befestigt ist, gleichzeitig Biege- und Seher-Dehnungen mißt unter

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Bedingungen, in welchen eine Verfälschung des meßbaren Wertes der Seher-Dehnung durch die Biege-Dehnung auftritt, und worin der genannte kombinierte Dehnungsmeßstreifen in einem Zweibeiner Wheatstone-Brücke elektrisch angeschlossen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der genannten Dehnungsmeßstreifen-Mittel angeordnet und ausgerichtet ist zum Messen derScher-Dehnung und mindestens ein Teil der genannten Scher-Dehnungsmeßstreifen-Mittel angeordnet und ausgerichtet ist zum Messen der Biege-Dehnung, wobei die Anordnung und Ausrichtung so ausgewählt wird, daß ein Meßwert der Biege-Dehnung geliefert wird, welcher im wesentlichen gleich und entgegengesetzt dem Wert der Verfälschung der Scher-Dehnungsmessung, welche durch die Biege-Dehnung verursacht wird, ist.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte kombinierte Dehnungs-Meßstreifen, welcher aus einem Gitter besteht, dessen Längs-Elemente parallel zu einer Achse der Seher-Dehnung auf der genannten Oberfläche ausgerichtet sind.

16. Vorrichtung nach einem ader mehreren der Ansprüche 12 bis 14, gekennzeichnet durch einen zweiten der genannten kombinierten Dehnungmeßstreifen, wobei die genannten Dehnungsmeßstreifen in der Weise auf der genannten Oberfläche angebracht werden, daß der zum Messen der Scher-Druck-Dehnung und der andere zum Messen der Scher-Zug-Dehnung ausgerichtet ist, wobei einer auf der Seite der neutralen Achse, an welcher Biege-Zug-Dehnung auftritt, und der andere an der Seite der neutralen Achse, an welcher Biege-Druck-Dehnung auftritt, angebracht ist.

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17. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch Anordnung der beiden genannten DehnungsmeBstreifen auf einem gemeinsamen Träger, wobei der genannte Träger auf der genannten Dberfläche befestigt und zur verfälschungsfreien Scher-Dehnungsmessung verwandt werden kann, wodurch unsymmetrische Anbringung in vertikaler Richtung keinen Genauigkeitsverlust mit sich bringt.

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, gekennzeichnet durch einen zweiten Aufnehmer derselben Konstruktion, wobei jeder Aufnehmer in der Weise angeordnet ist, daß er einen Anteil der zu messenden Kraft aufnimmt, wobei zumindest je einer der genannten kombinierten Dehnungsmeßstreifen auf jedem Aufnehmer ineinander ergänzenden Positionen auf sich ergänzenden Oberflächen der genannten Aufnehmer angebracht ist, wodurch zumindest eine teilweise Kompensation von Fehlbelastungen erzielt wird.

19. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch einen zweiten Aufnehmer derselben Konstruktion,wobei jeder Aufnehmer in der Weise angeordnet ist, daß er einen Anteil der zu messenden Kraft aufnimmt, wobei zumindest je eine der genannten kombinierten Dehnungs-Maßstreifen, auf jedem Aufnehmer ineinander ergänzenden Positionen auf sich ergänzenden Oberflächen der genannten Aufnehmer angebracht ist, wodurch zumindest eine teilweise Kompensation von Fehlbelastungen er zielt wird.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine gerade Anzahl zusätzlicher genannter Aufnehmer, entsprechend angeordnet, und mit Dehnungsmeßstreifen, welche darauf entsprechend angebracht sind.

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21. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 14, gekennzeichnet durch einen zweiten kombinierten Dehnungsmeßstreifen, welcher auf der genannten Oberfläche näher zur neutralen Achse als der
erste angebracht ist.

22. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 14, gekennzeichnet durch einen zweiten genannten kombinierten Dehnungsmeßstreifen, welcher von den genannten ersten Dehnungsmeßstreifen in Längsrichtung getrennt ist.

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