DE4018450A1 - Sensor fuer mehrere kraft-/momentenkomponenten - Google Patents
Sensor fuer mehrere kraft-/momentenkomponentenInfo
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- DE4018450A1 DE4018450A1 DE19904018450 DE4018450A DE4018450A1 DE 4018450 A1 DE4018450 A1 DE 4018450A1 DE 19904018450 DE19904018450 DE 19904018450 DE 4018450 A DE4018450 A DE 4018450A DE 4018450 A1 DE4018450 A1 DE 4018450A1
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/16—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
- G01L5/168—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using counterbalancing forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/08—Measuring force or stress, in general by the use of counterbalancing forces
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Sensor für mehrere Kraft-/Momentenkomponenten nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Dieser Typ von Sensoren soll durch Einbringen in eine Apparatur die an dieser Stelle
auftretenden Kräfte/Momente erfassen und zur Auswertung zur Verfügung stellen.
Dabei soll die Beeinflussung des Prozesses durch den Sensor vernachlässigbar sein.
Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse Sensoren einzusetzen, die extern
angelegte Kräfte/Momente in eine aufnehmerinterne Verformung umsetzen, welche
dann durch Aufnehmer unterschiedlicher Wirkprinzipien erfaßt und zur Auswertung
zur Verfügung gestellt werden. Die dabei auftretende Verformung widerspricht jedoch
der Forderung nach minimalem Einfluß auf den Prozeß.
Weiterhin ist bekannt, daß Kompensationsprinzipien zur Messung einzelner Kraftkomponenten
eingesetzt werden.
Bei den derzeit bekannten Mehrkomponenten-Kraft/-Momentenaufnehmern ist aufgrund
der Tatsache, daß zur Anzeige nicht die Kraft, sondern die dadurch induzierten
Verformungen erfaßt werden, prinzipbedingt eine Veränderung der Struktur durch den
Aufnehmer vorhanden. Diese Verformung führt insbesondere bei steifen Gesamtaufbauten
zu einer nicht unerheblichen Beeinflussung des Meßergebnisses.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obengenannte Verfälschung des
Meßergebnisses zu minimieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mittels einer Regelung durch
Aufbringen von Gegenkräften die Verformung minimiert wird. In einem derartigen
System dient dann die zur Kompensation erforderliche Kraft selbst oder eine zu ihr in
funktionalem Zusammenhang stehende Stellgröße als Meßwert.
Um die neben den für die sensorische Aufgabe erforderlichen Verschiebungen an
Zusatzbauteilen wie zum Beispiel Flanschen auftretenden parasitären Verformungen
ebenfalls auszugleichen, ist durch Aufschalten kraftabhängiger Zusatzgrößen auf die
Regelung der Einfluß dieser Störgrößen zu minimieren.
Eine weitere Ausführungsmöglichkeit eines erfindungsgemäßen Sensors ergibt sich
durch Verzicht auf die in bekannten Sensoren eingesetzten elastischen Elemente, da
deren Funktion der Kraftaufnahme und Übertragung im beschriebenen System nicht
mehr erforderlich ist.
Die Eingangssignale für die Regelung können direkt aus dem Ausgangssignal eines
Aufnehmers oder einer Verschaltung mehrerer Aufnehmer, wie zum Beispiel in Brückenschaltung,
zur Ermittelung einer Verformung/Verschiebung gewonnen werden.
Die Eingangssignale für die Regelung können aus den Kraft/Momentenkomponenten,
welche aus einer Verschaltung mehrerer Aufnehmer ermittelt werden, gewonnen
werden.
Die Eingangssignale für die Regelung können gleichzeitig aus den Signalen einzelner
Aufnehmer und den ermittelten Kraft-/Momentenkomponenten gewonnen werden,
insbesondere auch bei einem Sensor nach Anspruch 2, bei dem die Kompensation der
parasitären Verformungen sinnvollerweise als Funktion der Kraft-/Momentenkomponenten
dargestellt werden.
Die einzelnen Meßgrößen können bei mechanischer Entkopplung der Komponenten
direkt durch einen Satz von Aufnehmern gewonnen werden, der zur Ermittlung weiterer
Komponenten nicht benötigt wird.
Bei Vorliegen einer Kreuzkopplung auf mechanischer Seite können die einzelnen
Meßgrößen durch derartige Verrechnung der Signale eines Satzes von Meßgrößen
ermittelt werden, daß eine Entkopplung entsteht. Dies erfordert zur Berechnung einer
Komponente Aufnehmer, die gleichzeitig auch zur Ermittlung anderer Komponenten
benutzt werden.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Beeinflussung
des Prozesses durch Verformungen im Sensor minimiert wird. Als Nebeneffekt
ergibt sich durch den Fortfall der Verformungen eine verbesserte Linearität. Dabei kann
durch die Nutzung von Eigenschaften gemäß der Unteransprüche eine Gestaltung in
Richtung hoher Genauigkeit und guter Dynamik oder eines geringen Preises erreicht
werden.
Claims (8)
1. Sensor für mehrere Kraft-/Momentenkomponenten,
dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Sensorfunktion bedingten Verformungen
durch aktives Aufbringen von Gegenkräften unter Einsatz einer Regelung
kompensiert werden.
2. Sensor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß neben den durch die Sensorfunktion bedingten
Verformungen auch parasitäre Verformungen kompensiert werden.
3. Sensor nach Anspruch 1, 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die nicht benötigten Elemente zur Wandlung Kraft-Verformung
entfallen und als Ersatz für die Verformungsaufnehmer Verschiebungsaufnehmer
zum Einsatz kommen.
4. Sensor nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zur Erzeugung der Gegenkräfte den
einzelnen Verformungs-/Verschiebungsaufnehmern signalverarbeitungsmäßig direkt
zugeordnet werden.
5. Sensor nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zur Erzeugung der Gegenkräfte den
aus mehreren Aufnehmern ermittelten Komponenten von Kraft/Moment signalverarbeitungsmäßig
zugeordnet werden.
6. Sensor nach Anspruch 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zur Erzeugung der Gegenkräfte signalverarbeitungsmäßig
sowohl einzelnen Verformungs-/Verschiebungsaufnehmern
als auch den aus mehreren Aufnehmern ermittelten Komponenten von Kraft/Moment
zugeordnet sind.
7. Sensor nach Anspruch 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßgrößen Kraft/Moment pro Komponente durch
einen Satz von Aufnehmern gewonnen wird, der zur Ermittlung weiterer Komponenten
nicht benötigt wird.
8. Sensor nach Anspruch 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßgrößen Kraft/Moment pro Komponente durch
einen Satz von Aufnehmern gewonnen wird, der zumindest teilweise auch zur
Ermittlung weiterer Komponenten benötigt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904018450 DE4018450A1 (de) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | Sensor fuer mehrere kraft-/momentenkomponenten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904018450 DE4018450A1 (de) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | Sensor fuer mehrere kraft-/momentenkomponenten |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4018450A1 true DE4018450A1 (de) | 1991-12-12 |
Family
ID=6408077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904018450 Withdrawn DE4018450A1 (de) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | Sensor fuer mehrere kraft-/momentenkomponenten |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4018450A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106556488A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-04-05 | 同济大学 | 一种应变式六维力传感器 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1002966B (de) * | 1955-07-21 | 1957-02-21 | Hans Juergen Dudenhausen Dipl | Mehrachs-Dynamometer |
GB1073641A (en) * | 1964-02-14 | 1967-06-28 | Fairbanks Morse Inc | Force measuring system |
US3613441A (en) * | 1970-01-19 | 1971-10-19 | Us Army | Zero deflection load transducer |
DE2529796B2 (de) * | 1974-08-07 | 1978-05-24 | The Bendix Corp., Southfield, Mich. (V.St.A.) | Mehrkomponenten-Kraftmeßdose |
-
1990
- 1990-06-08 DE DE19904018450 patent/DE4018450A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106556488A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-04-05 | 同济大学 | 一种应变式六维力传感器 |
CN106556488B (zh) * | 2016-10-13 | 2022-07-19 | 同济大学 | 一种应变式六维力传感器 |
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