DE612354C

DE612354C - Setting strain gauge

Info

Publication number: DE612354C
Application number: DEH137559D
Authority: DE
Original assignee: RUDOLF HAAS DR ING
Current assignee: RUDOLF HAAS DR ING
Priority date: 1933-09-26
Filing date: 1933-09-26
Publication date: 1935-04-18

Description

Setzdehnungsmesser Bei den bekannten Setzdehnungsmessern, die zur Feststellung kleiner Längenänderungen an Bauwerken, Maschinenteilen, usw. dienen, hat es sich in manchen Fällen als nachteilig herausgestellt, da:ß ihre Angaben durch die unvermeidliche Wärmeausdehnung ihrer Werkstoffe bieeinflußt werden. Solche Fälle treten z. B. da -ein, wo Dehnungsmessungen in Räumen mit wechselnder Temperatur auszuführen sind, und ganz besonders dann, wenn das zu messende Werkstück selbst, z. B. ein Dampfkessel, einer wechselnden Temperatur unterliegt.Settling strain gauges With the known settling strain gauges used for Determination of small changes in length on structures, machine parts, etc. are used, has it turned out to be disadvantageous in some cases that: ß your information through the inevitable thermal expansion of their materials are influenced. Such cases occur z. B. there, where strain measurements in rooms with changing temperature are to be carried out, and especially if the workpiece to be measured itself, z. B. a steam boiler, is subject to a changing temperature.

Andererseits kommen Fälle vor, wo eine Änderung der Eigentemperatur des Dehnungsmessers nicht schadet, sondern sogar erwünscht ist, z. B. wenn es sich darum handelt, reine Spannungsmessulg!en bei Eisenkonstruktionen im Freien vorzunehmen. Tritt bei. diesen durch Wechsel der Witterung eine Temperaturänderung ein, so gleicht sie sich mit derjenigen des Instruments aus, wofern nur dafür Sorge getragen ist, daß der Einfluß der Witterung auf das Instrument in gleicher Weise erfolgt.On the other hand, there are cases where there is a change in the intrinsic temperature the strain gauge does not harm, but is even desirable, z. B. if it is It is about taking pure tension measurements on iron structures in the open air. Joins. this a change in temperature due to the change in weather, so equals deal with that of the instrument, provided that care is taken that the influence of the weather on the instrument takes place in the same way.

Es besteht daher in der Praxis der Meßtechnik ein Bedürfnis nach einem einfachen und handlichen Setzdehnungsmesser, mit dem man wahlweise Messungen mit und ohne Temperaturkompensation vornehmen kann. Hier setzt die Erfindung ein.There is therefore a need in the practice of measurement technology for one simple and handy setting strain gauge, with which you can optionally take measurements with and can do without temperature compensation. This is where the invention comes in.

Dieselbe besteht in der Anwendung des bekannten !und beispielsweise in der Lhrentechnik weitgehend angewendeten Prinzips der Bimetallkompensation auf Setzdehnungsmesser jeder Axt, wobei die Wirkung in der Weise zustande kommt, daß die verschiedene Wärmeausdehnung zweier bzw. sinngemäß mehrerer Metalle den Einfluß der Eigentemperatur des Instruments bei richtiger Wahl der Dimensionen mehr oder weniger vollkommen auszugleichen in der Lage ist.The same consists in the application of the known! And, for example The principle of bimetal compensation that is widely used in teaching technology Setting extensometer of every ax, the effect coming about in such a way that the different thermal expansion of two or, mutatis mutandis, several metals has the effect the intrinsic temperature of the instrument with the correct choice of dimensions more or is less able to compensate perfectly.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Dehnungsmesser, die dem Sonderzweck der Ermittlung von Wärmespannungen dienen, aus Invarstahl anzufertigen, da Invarstahl eine nur sehr geringe Wärmeausdehnung besitzt. Eine restlose Unempfindlichkeit gegen Temperatureinflüsse ist jedoch auch hier nur durch das erfindungsgemäße Prinzip der Kompensation zu erzielen.It has already been proposed that strain gauges serve the special purpose the determination of thermal stresses are used to manufacture from Invar steel, as Invar steel has only a very low thermal expansion. A complete insensitivity to However, here too, temperature influences are only due to the principle according to the invention to achieve compensation.

DieAnwendung dieses Prinzips kann in verschiedenster Arterfolgen, je nachdem wie die Entfernungsänderungen der beiden als Spitzen, Schneiden, Kugeln o. dgl. ausgebildeten Meßpunkte auf das Zeigerwerk übertragen werden. Gewöhnlich ist der eine der 'beidem Meßpunkte mit dem Instrumentkörper fest verbunden, während der andere an seinem Übextragungshebel beliebiger Art angeordnet ist, der die Aufgabe hat, die notwendige Vergrößerung des Instrumentenausschlags leinzuleiten. Alsdann kann die Bimetallanordn ung entweder an dem übertragungshebel bzw. an einem anderen Teil :des Zeigerwerks oder auch _an dem feststehenden Meßpunkt bzw. dem Instrumentkörper selbst vorgesehen werden. Es ist nicht notwendig, daß die Bimetallanordnung aus zwei :oder mehreren miteinander fest verbundenen, z. B. verlöteten oder verschweißten Metallstücken besteht. Vielmehr .genügt es für de erstrebte Wirkung auch, wenn nur an :einer :einzigen geeigneten Stelle des Instruments ein Werkstoff verwendet wird, der sich in seiner Wärmeausdehnung von den übrigen Werkstoi$en, aus denen das Instrument besteht, unterscheidet.The application of this principle can be done in different ways, depending on how the distance changes of the two as points, cutting edges, spheres o. The like. Trained measuring points are transferred to the pointer mechanism. Usually one of the two measuring points is firmly connected to the instrument body while the other is arranged on his transfer lever of any kind that does the job has to initiate the necessary increase in the instrument deflection. Then the bimetallic arrangement can either be on the transmission lever or on another Part: of the pointer mechanism or _at the fixed measuring point or the instrument body be provided by yourself. It is not necessary that the bimetal arrangement the end two: or more firmly connected, e.g. B. soldered or welded Pieces of metal. Rather, it is enough for the desired effect, if only a material is used at: a single suitable point on the instrument, which differs in its thermal expansion from the other materials that make up the instrument exists, differs.

Es ist vorteilhaft, aber nicht unerläßlich, die Bimetallanordnung so, anzubringen, daß ,es mit wenigen. Handgriffen möglich ist, ihre kompensierende Wirkung auszuschalten bzw. sie gegen :eine nichtkompensierende Anordnung auszutauschen.The bimetal arrangement is advantageous, but not essential so to install that, it with few. Hand movements is possible, their compensatory To switch off the effect or to replace it with: a non-compensating arrangement.

Die Abbildung zeigt ein besonders einfaches Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der dargestellte Setzdehnungsmesser besitzt in bekannter Weise leinen festen, kugelig -ausgebildeten Meßpunkt a und einen beweglichen Meßpunkt b. Der erstere ist durch ein massives Zwischenstück c mit dem aus zwei Blechen bestehenden lnstrumentkörper,d verbunden; der letztere :dagegen bildet das Ende :eines Hebels .e, der mittels: Bolzen/ in dem fest mit den Instrumentblechemd verbundenen Lagerkörper g drehbar gelagert ist. Der Hebel ie besitzt eine Verlängerung h, die ihrerseits mit Hilfe .der kleinen Druckplatte l auf den Taststift h der Meßuhr L einwirkt, wodurch in bekannter Weise die relative Bewegung des Meßpunktes b gegenüber dem Meßgunkt a in vielfacher Vergrößerung zur Anzeige gelangt. Zur Aufnahme der beiden Meßpunkte dienen im vorliegenden Beispiel zwei Meßplättchen m und n, die an dem. zu untersuchenden. Bauwerk (Brücke, Kessel o.,dgl.) angelötet sind.The figure shows a particularly simple embodiment of the invention. The set strain gauge shown has, in a known manner, a fixed, spherical measuring point a and a movable measuring point b. The former is connected to the instrument body, d, which consists of two metal sheets, by a solid intermediate piece c; the latter: on the other hand, forms the end: of a lever .e, which is rotatably mounted by means of: bolts / in the bearing body g, which is firmly connected to the instrument sheet. The lever ie has an extension h which in turn acts with the help of the small pressure plate l on the stylus h of the dial gauge L , whereby the relative movement of the measuring point b with respect to the measuring point a is shown in a multiple magnification in a known manner. In the present example, two measuring plates m and n, which are attached to the. to be examined. Structure (bridge, boiler, etc.) are soldered on.

Es ist klar, daß, jede Steigerung der Eigentemperatur des Instruments zur Folge haben muß, -daß der aus den beiden Blechend bestehende Instrumentkörper sich ausdehnt. Bei unveränderter Entfernung der beiden Meßgl:ättchen m und tt voneinander wird also der Hebel e und damit die Verlängerung M eine Bewegung ausführen, die auf der Skala der Meßuhr ,eine Verkürzung des Abstandes in-n vortäuscht. Um diesen Fehler auszugleichen, ist gemäß der Erfindung das Verlängerungsstück h - aus zwei miteinander verbundenen Metallen, z. B. Stahl und Zink bzw. Messing, hergestellt, und zwar in der Weise, daß, das Metall mit dem geringeren Wärmeausdehnungsbeiwert der Meßuhr zugewendet ist. Bei Steigerung der Instrumenttemperatur wird sich also das Stück lt in dem Sinne krümmen, da:ß der Taststift h mehr in die Meßuhr L hineingedrückt wird. Bei richtiger Wahl der Dimensionen läßt sich dadurch ein Ausgleich des obengenannfien Fehlers ierzielen. In entsprechender Weise ließe sich gemäß der Erfindung die Temperaturkompensation auch an dem feststehenden Meßpunkta durchführen, etwa in der Weise, daß an Stelle des Zwischenstücks c ein im Rahmen d fest eingespanntes, jedoch aus zwei verschiedenen Werkstoffen bestehendes und sich daher unter dem Einfloß von Temperaturschwankungen in seinem Endpunkt a veränderndes Zwischenstück verwendet -würde. Schließlich kann die erstrebe Wirkung auch schon dadurch hervorgebracht werden, daß irgendein anderer Teil des Instruments, z. B. der Taststift h, aus einem Werkstoff besteht, der eine von den übrigen beim Instrument verwendeten Werkstoffen abweichende, genügend große Wärmeausdehnung besitzt, um die Ausdehnung des Instrumentkörpers d auszugleichen.It is clear that any increase in the instrument's own temperature must result in the instrument body consisting of the two sheet metal ends expanding. If the distance between the two measuring plates m and tt remains unchanged, the lever e and thus the extension M will execute a movement which, on the dial gauge scale, simulates a shortening of the distance in-n. In order to compensate for this error, according to the invention, the extension piece h - made of two interconnected metals, e.g. B. steel and zinc or brass, made in such a way that the metal with the lower coefficient of thermal expansion of the dial gauge is turned. When the instrument temperature rises, the piece lt will bend in the sense that: ß the stylus h is pressed more into the dial gauge L. With the correct choice of dimensions, a compensation of the above-mentioned error can be achieved. In a corresponding manner, according to the invention, the temperature compensation could also be carried out at the fixed measuring point a, for example in such a way that instead of the intermediate piece c a firmly clamped in the frame d, but consisting of two different materials and therefore under the influence of temperature fluctuations in its end point a changing intermediate piece would be used. Finally, the desired effect can already be produced by the fact that some other part of the instrument, e.g. B. the stylus h, consists of a material that differs from the other materials used in the instrument, has sufficiently large thermal expansion to compensate for the expansion of the instrument body d.

In der Einleitung ist bereits hervorgehoben, daß :eine Temperaturkompensation durchaus nicht in allen Fällen der Anwendung der Setzdehnungsmesser erwünscht ist. Daher ist :es vorteilhaft, wenn im Gebrauch schnell von kompensierter auf nichtkompensierte Messung übiergegangen werden kann. Gemäß: der Erfindung kann diesem Bedürfnis dadurch Rechnung getragen werden, daß diejenigen. Teile des Instruments, die der Temperaturkompensation dienen, leicht auswechselbar angeordnet werden. Zu diesem Zwecke ist auf der Zeichnung der Hebel e so ausgebildet, daß er schnell und bequem in den Lagerkörper g eingelegt bzw. herausgenommen werden kann. Er -wird lediglich durch die Feder o, die in die Bolzen p und g eingehängt ist, in seiner Lage gehalten. Will man also von :einer kompensierten Messung zu einer nichtkompensierten übergehen, so hängt man den Hebel e mit seinem Birnetall.-verlängerungsstück h aus und ersetzt ihn durch einen Hebel, der ein Verlängerungsstück aus :einem :einzigen Werkstoff trägt, welcher keinen Temperaturausgleich herbeizuführen vermag. Entsprechend würde man vorgehen, wenn beispielsweise der Taststift h als Komp@ensator ausgebildet ist, d. h. man würde diesen Taststift einfach herausschrauben und .einen neutralen Taststift dafür einschrauben. Sinngemäß: läßt sich bei jeder anderen Ausführungsart der Kompensation verfahren.In the introduction it is already emphasized that: a temperature compensation The setting strain gauge is by no means desirable in all cases of use. Therefore: it is advantageous to switch quickly from compensated to non-compensated during use Measurement can be taken. According to: the invention can address this need Be taken into account that those. Parts of the instrument that compensate for temperature serve, can be arranged easily interchangeably. For this purpose is on the drawing the lever e designed so that it is quickly and easily inserted into the bearing body g or can be removed. He -is made merely by the spring o which is in the Bolt p and g is hooked, held in place. So you want from: one If you change the compensated measurement to a non-compensated one, you hang the lever e with its bulb extension piece h and replace it with a lever, which carries an extension piece made of: a: single material, which does not Able to bring about temperature equalization. One would proceed accordingly if For example, the stylus h is designed as a compensator, d. H. one would Simply unscrew this stylus and screw in a neutral stylus for it. Correspondingly: can be used for any other type of compensation.

Instrumente der geschilderten Art, die auf Bauwerken, in Betrieben usw. angewendet werden, also nicht auf Laboratorien beschränkt werden sollen, biedürfen einer gewissen Unempfindlichkeit gegen Druck und Stoß. Im Falle der Anwendung eines oder mehrerer Übertragungshebel nach Art des Hebels ,e kann diesem Bedüxfnis dadurch Rechnung getragen werden, daß gemäß der Erfindung" die Hebellagerung in der Weise erfolgt, daß die zylindrische Achse/ durch Federkraft gegen zwei im Winkel zueinander stehende @ebene Flächen Y, s des Lagerkörpers g angedrückt wird. Hierdurch werden die in der Meßbechnik üblichen, gegen Drücke und Stöße empfindlichen Schneiden vermieden. Auch diese Anordnung kann sinngemäß variiert werden. Grundsätzlich wichtig ist zwecks Vermeidung jeglichen zu Meßfehlern führenden Spiels die federnde Andrückungeiner zylindrischen Fläche m einen. aus zwei Ebenen gebildeten Winkel.Instruments of the type described, which are used on buildings, in factories etc. should be used, i.e. not limited to laboratories a certain insensitivity to pressure and shock. In the case of using a or several transmission levers in the manner of the lever, this can be used as a result Be taken into account that according to the invention "the lever mounting in the way he follows, that the cylindrical axis / by spring force against two at an angle to each other @ plane surfaces Y, s of the bearing body g is pressed. This means that the in Avoid cutting edges that are customary in measuring technology and sensitive to pressure and impacts. This arrangement can also be varied accordingly. Basically important is for the purpose Avoidance of any play leading to measurement errors, the resilient pressing one cylindrical surface m a. angle formed from two planes.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Settling strain gauge with two measuring points (tips, Cutting, balls o. The like.), The changes in distance on a greatly enlarged scale Transferred to a scale or the like, characterized in that there is a bimetallic arrangement is switched on in a known manner.

2. Settling strain gauge according to claim i, characterized in that the bimetal arrangement is preferably connected to one with the movable measuring point connected transmission lever or possibly is also arranged at the fixed measuring point.

3. Set extensometer according to claim 2, characterized in that instead of one of two metals by immediate Connection produced bimetal arrangement a corresponding arrangement in the way it is provided that only part of the instrument, e.g. B. 'the stylus of the dial gauge, consists of a material that differs in terms of its coefficient of thermal expansion differs from the other materials of the instrument. q ..

Setting extensometer according to claim 2 and 3, characterized in that those parts which the temperature compensation are interchangeable with parts that do not bring about compensation.

5. Setting strain gauge with transmission lever according to claim 2, 'characterized in that that the storage of the transmission lever takes place in that a cylindrical axis '' by a springy force against two flat surfaces at an angle to one another is pressed.