DE3010168A1 - Elektrischer dehnungsaufnehmer - Google Patents
Elektrischer dehnungsaufnehmerInfo
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- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 80 P 3513 DE
Elektrischer Dehnungsaufnehmer
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Dehnungsaufnehmer
mit einem auf einer Dehnungen unterworfenen Unterlage zwecks Umwandlung von der Dehnung entsprechenden
Tangentialkräften in elektrische Größen anbringbaren Element, bei dem zur Übertragung der Tangentialkräfte
von der Unterlage auf das Element die Berührungsflächen beider Teile über durch einen Anpreßkörper vermittelte
Reibungskräfte kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
Ein derartiger Dehnungsaufnehmer ist in der deutschen Offenlegungsschrift 28 31 939 beschrieben. Nach der
Seite 14, Zeilen 8 und 9 von unten der genannten Offenlegungsschrift
dient beim bekannten Dehnungsaufnehmer als Anpreßkörper ein Band. Damit die zur Übertragung der
Tangentialkräfte zwischen Unterlage und Element notwendige Reibung entsteht, müssen vom Anpreßkörper normalgerichtete
Kräfte auf das Element ausgeübt werden. Dies wird beim Bekannten, bei dem die gedehnte Unterlage eine
gekrümmte Oberfläche aufweist, dadurch erreicht, daß das Band unter einer Zugspannung steht.
Die tangentialen Reibungskräfte, welche die Dehnung der
Unterlage auf das Element übertragen, haben nun zusätzlieh auch noch das gespannte Band weiter zu dehnen, oder
mit anderen Worten, es widersetzt sich das Band der Dehnung des Elementes und vermindert so den Meßeffekt. Letzteres
gilt auch für andere starre Anpreßkörper. Im allgemeinen sind die von einer Dehnung der Unterlage
hervorgerufenen Tangentialkräfte gering. Sie sollten deshalb nicht in ihrer Wirkung auf das dehnungsempfind-
Li 4 Bz / 11.03.1980
1300 3 9/0554
- Z - VPA 80 P 3513 DE
liehe Element dadurch gehemmt werden, daß ein Anpreßkörper
seinerseits durch Reibungskräfte zwischen sich und dem Element dieses daran hindert, der Dehnung der Unterlage
zu folgen.
Noch schwieriger wird dieses Problem bei dehnungssteiferen
Elementen, wie den bekannten Dehnungsmeßstreifen, die bisher auf ihre Unterlagen nur geklebt oder gelötet
wurden, weil man für sie einen ReibungsSchluß unter den
obwaltenden Umständen für nicht ausreichend hielt (siehe auch obengenannte Offenlegungsschrift Seite 5, Zeilen 2
und 3 von unten).
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die Beeinflussung des dehnungsempfindlichen Elementes von durch einen Anpreßkörper
über Reibung erzeugten Tangentialkräften zu verhindern oder diesen Einfluß möglichst klein zu halten.
Diese Aufgabe wird bei einem eingangs beschriebenen Dehnungsaufnehmer
dadurch gelöst, daß der Anpreßkörper mindestens in einer an seine Berührungsfläche mit dem Element
angrenzenden Schicht unstarr gegenüber Tangentialkräften ist.
Diese Eigenschaft hat ein Anpreßkörper, der aus einem Elastomer besteht. Die gleiche Eigenschaft weist ein An--,
preßkörper auf, der als fluidgefüllter Hohlkörper ausgebildet
ist, von dem zumindest die dem Element zugewandte Wand aus einem nachgiebigen Werkstoff besteht. In gleicher
Weise gestattet eine an der an das Element angrenzenden Seite offene, fluidgefüllte Kapsel, die mit einem
elastischen Rand gegenüber dem Element abgedichtet ist, dem Element einer Dehnung seiner Unterlage frei zu folgen.
Eine andere äquivalente Lösung der Aufgabe ergibt sich,
wenn der Reibungsbeiwert zwischen Element und Unterlage erheblich größer gewählt ist als der Reibungsbeiwert zwi-
130039/0554
- $ - VPA 80 P 3513 BE
sehen Element und Anpreßkörper. Im einzelnen werden unterschiedliche
Reibungsbeiwerte dadurch erreicht, daß zwischen Element und Anpreßkörper eine Flüssigkeitsschicht vorgesehen ist. Den gleichen Zweck kann eine
Festkörperschmierschicht, beispielsweise Graphit oder Molybdänsulfid, erfüllen, die zwischen dem Element und
dem Anpreßkörper angeordnet ist.
Um die Übertragung der Tangentialkräfte zwischen TJnterlage
und Element weiter zu verbessern, wird zweckmäßig zwischen diese Teile eine Folie eingelegt, die beidseitig
einen hohen Reibungsbeiwert aufweist. Das Dehnungsmeßelement kann auch mit ähnlichem Erfolg auf eine Folie
geklebt, gelötet oder geschweißt sein, deren dem Element abgewandte Seite einen erhöhten Reibungsbeiwert besitzt.
Die Erfindung wird an vier Figuren erläutert, die Ausführungsbeispiele
in schematischer Darstellung zeigen. Die Figuren 1 bis 3 zeigen Lösungen, bei denen der Anpreßkörper
selbst so ausgebildet ist, daß er in der an das dehnungsempfindliche Element angrenzenden Schicht
keine Tangentialkräfte überträgt.
Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem durch eine Schmierschicht zwischen Anpreßkörper und dehnungsempfindlichem
Element die Reibung zwischen beiden Teilen erheblich verringert ist.
In Figur 1 ist auf eine Dehnungen unterworfene Unterlage
1 ein dehnungsempfindliches Element, beispielsweise ein Dehnungsmeßstreifen 2, aufgelegt, der durch einen
Anpreßkörper 3 auf die Unterlage 1 gedruckt wird. Die
Andrückkraft ist durch einen Pfeil symbolisch dargestellt, sie überträgt sich über eine Druckplatte 4
gleichmäßig auf den aus Silikongummi oder einem gleichartigen Elastomer bestehenden Anpreßkörper 3. Anschlußxlrähte
5 und 6 dienen der Entnahme eines elektrischen Signals aus dem dehnungsempfindlichen Element 2-.
-^C- VPA 80 P 3513 DE
In Figur 2 sind gleichartige Einzelteile mit der Figur 1 entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Ein auf einer
Dehnungen unterworfenen Unterlage 1 aufgelegtes dehnungsempfindliches Element 2 wird über ein Luftkissen 7
belastet. Die Hülle des Luftkissens 7 besteht in demjenigen Teil, der an dem dehnungsempfindlichen Element 2
anliegt, aus einem gegenüber Tangentialkräften nachgiebigen Material. Eine Anpreßkraft ist durch einen Pfeil
symbolisiert. Die Kraft wird über eine Druckplatte 8 auf das Luftkissen 7 verteilt.
In Figur 3 wird das auf einer gedehnten Unterlage 1 aufliegende
dehnungsempfindliche Element 2 an die Unterlage 1 durch den hydrostatischen Druck eines in einer
Kapsel 9 enthaltenen Fluids 10 angepreßt. Die Kapsel 9 ist durch eine Lippendichtung 11 gegenüber dem dehnungsempfindlichen
Element 2 abgedichtet.
In Figur 4 befindet sich zwischen dem dehnungsempfindlichen Element 2 und einem starren Anpreßkörper 12 eine
Schmierschicht 13, die aus einem flüssigen oder festen Schmierstoff bestehen kann. Durch die Schmierschicht 13
wird verhindert, daß die Anpreßkraft des starren Anpreßkörpers 12 über die Reibung zwischen dem Anpreßkörper
und dem dehnungsempfindlichen Element dieses gegenüber einer Dehnung seiner Unterlage 1 festhält.
9 Patentansprüche
4 Figuren t - -
Claims (9)
1. Elektrischer Dehnungsaufnehmer mit einem auf einer
Dehnungen unterworfenen Unterlage zwecks Umwandlung von der Dehnung entsprechenden Tangentialkräften in elektrische
Größen anbringbaren Element, bei dem zur Übertragung der Tangentialkräfte von der Unterlage auf das Element
die Berührungsflächen beider Teile über durch einen Anpreßkörper vermittelte Reibungskräfte kraftschlüssig
miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet , daß der Anpreßkörper (3, 7,
10, 12) mindestens in einer an seine Berührungsfläche mit dem Element (2) angrenzenden Schicht unstarr gegenüber
Tangentialkräften ist.
2. Dehnungsaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Anpreßkörper (3)
aus einem Elastomer besteht.
3· Dehnungsaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet , daß als Anpreßkörper ein fluidgefüllter Hohlkörper (7) vorgesehen ist, von dem
mindestens eine dem Element (2) zugewandte Wand aus einem nachgiebigen Werkstoff besteht.
4. Dehnungsaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als Anpreßkörper eine
gegenüber dem Element offene, fluidgefüllte Kapsel (9) dient, die mit einem elastischen Rand (11) gegenüber dem
Element (2) abgedichtet ist.
5. Elektrischer Dehnungsaufnehmer mit einem auf einer Dehnungen unterworfenen Unterlage zwecks Umwandlung von
der Dehnung entsprechenden Tangentialkräften in elektrisehe Größen anbringbaren Element, bei dem zur Übertragung
der Tangentialkräfte von der Unterlage auf das Element die Berührungsflächen beider Teile über durch eine.n
UO033/0-5S4
VPA 80 P 3513 DE Anpreßkörper vermittelte Reibungskräfte kraftschlüssig
miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet , daß der Reibungsbeiwert zwischen
Element (2) und Unterlage (1) erheblich größer als der Reibungsbeiwert zwischen Element (2) und Anpreßkörper
(12) gewählt ist.
6. Dehnungsaufnehmer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen Element (2)
und Anpreßkörper (12) eine Flüssigkeitsschicht vorgesehen ist.
7. Dehnungsaufnehmer nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet r ■ daß zwischen Element (2)
und Anpreßkörper (12) eine Festkörperschmierschicht (13) vorgesehen ist.
8. Dehnungsaufnehmer nach Anspruch 1 oder einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Element (2) und Unterlage (1) eine Folie mit beidseitig hohem Reibungsbeiwert
vorgesehen ist.
9. Dehnungsaufnehmer nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche
2 bis 7, dadurch gekennzeich net, daß das Element auf eine Folie geklebt, gelötet
oder geschweißt ist, deren dem Element abgewandte Seite einen erhöhten Reibungsbeiwert aufweist.
■■13-00*8/43 SS 4
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803010168 DE3010168C2 (de) | 1980-03-17 | 1980-03-17 | Elektrischer Dehnungsaufnehmer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803010168 DE3010168C2 (de) | 1980-03-17 | 1980-03-17 | Elektrischer Dehnungsaufnehmer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3010168A1 true DE3010168A1 (de) | 1981-09-24 |
DE3010168C2 DE3010168C2 (de) | 1982-05-27 |
Family
ID=6097428
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803010168 Expired DE3010168C2 (de) | 1980-03-17 | 1980-03-17 | Elektrischer Dehnungsaufnehmer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3010168C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5284062A (en) * | 1991-03-15 | 1994-02-08 | Straintec Ag | Sensor for measuring elongations |
US5616847A (en) * | 1992-08-12 | 1997-04-01 | Schlapfer; Bruno | Sensor for expansion measurement |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2831939A1 (de) * | 1977-07-27 | 1979-02-01 | List Hans | Messwertaufnehmer mit einem piezoelektrischen messelement |
-
1980
- 1980-03-17 DE DE19803010168 patent/DE3010168C2/de not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2831939A1 (de) * | 1977-07-27 | 1979-02-01 | List Hans | Messwertaufnehmer mit einem piezoelektrischen messelement |
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US5616847A (en) * | 1992-08-12 | 1997-04-01 | Schlapfer; Bruno | Sensor for expansion measurement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3010168C2 (de) | 1982-05-27 |
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Legal Events
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D2 | Grant after examination | ||
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