DE744036C

DE744036C - Elektromagnetischer Kraftmesser

Info

Publication number: DE744036C
Application number: DEL103160D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Peter-Konrad Hermann
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1941-02-02
Filing date: 1941-02-02
Publication date: 1944-01-07

Abstract

Elektromagnetischer Kraftmesser mit paarweise angeordneten Induktionsspulen, die ihre Luftspalte durch Druckbeanspruchung ändern. Die den Druck aufnehmenden elastischen Teile verhalten sich bei Wärmedehnung ebenso wie die Kerne der Spulen. Die Endflächen der Luftspalte haben solche Formen und Abstände, daß die Induktivitätswerte der Spulen sich von einer bestimmten Belastung ab verändern.

Description

Elektromagnetischer Kraftmesser Die Erfindung betrifft .einen elektromagnetischen Kraftmesser mit .durch Dryckbeanspruchung veränderliche Luftspalte aufweisenden Induktionsspulen, wie sie in Form induktiv wirkender Druckmesser, z. B. mit membranartigem Federglied, an sich bekannt sind. Es hat sich Jedoch gezeigt, daß starke Schwankungen der Meßergebnisse auftreten, welche von Temperaturschwankungen zwischen den einzelnen Teilen des Meß,gerätes herrühren. Dies ist erklärlich, wenn man bedenkt, daß die auf Biegung beanspruchten Membranen ein völlig .anderes Wärmeaustauschvermögen mit der Umgebung besitzen als die im Innern des Kraftmessers befindliche Induktionsspule mit ihrem Kern und daß ferner das verschiedene Wärmeleitvermögen zwischen den einzelnen Gehäuseteilen erst nach längerer Zeit die Einstellung eines Wärmegleichgewichtes gestattet.
Man hat bei elektromagnetischen Kraftmessern, und zwar speziell bei m.agnetoelastischen Druckdosen, .die Temperaturstörungen dadurch zu beheben versucht, ,daß man temperaturabhängige Widerstände in die Spule benachbarter Zweige der Meßbrücke gelegt hat. Wegen der- Schwierigkeit, die thermischen Verhältnisse ,derartiger Widerstände denen der ,magnetelastischen Druckdose anzugleichen, ergeben sich bei dieser Lösung stark voneinander abweichende Zeitkonstanten für Druckdose und Widerstände, so daß :der- für die Messung anzustrebende stationäre Zustand ebenfalls erst nach längerer Zeit erreicht wurde.
Aus diesem Grunde sind nach der Erfindung bei :einem Kraftmesser mit Induktionsspulen, welche paarweise angeordnet sind und durch die zu anessenden Kräfte veränderliche Luftspalte aufweisen, die den Druck aufnehmenden elastischen Teile so ausgebildet, daß sie ein mindestens annähernd thermisches Verhalten in bezug auf die Wärmedehnung

stände, ihre Form oder ihre Form und -#U-stände derart ausgebildet, daß @di.e bei einer bekannten Belastung .gleichen Induktivitätswerte bei veränderten Belastungen verschieden große Änderungen erfahren. Man erhält so die für eine empfindliche Messung erwünschte Differentialwirkung bei Induktivitäten, die in weitgehendem Maße ein gleiches thermisches Verhalten zeigen, so daß Temperaturänderungen keinen Einfluß auf das Meßergebnis haben. Gefördert wird dieses Ziel in besonders wirksamer Weise dadurch, daß die den Druck aufnehmenden elastischen Teile, also auf Stauchung beanspruchte Pfeiler, die dieselben verbindenden Streben und die Wandungsteile des Gehäuses, aus dem gleichen Metall bestehen und gleiches Umfang-Flächen-Verhältnis wie -die Kerne der Induktionsspulen besitzen. Bei den Teilen. an denen die letztgenannten Bedingungen einzuhalten nicht möglich ist, können die gleichen thermischen Verhältnisse durch die Anwendung zusätzlicher Heizmittel hergestellt werden. Es kann weiterhin v ort2ilhaft sein, die Träger für die durch Luftspalte voneinander getrennten Kernteile an ungeteilten, den Druck aufnehmenden elastischen Organen zu befestigen, so daß nicht durch Kräfte übertragende Trennfugen unübersehbare Verhältnisse eintreten.
Ein zweckmäßiges Ausführungsbeispiel erhält man dadurch, daß man den elastischen druckaufnehmenden Teil durch die Wandung eines Dosenkörpers bildet, welche Aussparungen zur Aufnahme der Spulenwicklungen und Bildung,der Luftspalte nach den oben genannten Grundsätzen aufweist. Es ist hierbei nur darauf zu achten, daß die druckaufnehmenden Stellen der Wandung zwischen je zwei Induktionsspulen liegen.
Das Wesen der Erfindung soll im folgenden an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
Die Fig. i und 2 zeigen einen Kraftmesser, bei welchem die elastischen druckaufnehmenden Teile .durch zwei massive Metallpfeiler i und 2 gebildet werden, die auf Stauchung beansprucht werden. Die Pfeiler i und 2 können durch starre Brücken 3 und ,4 miteinander verbunden sein. An den elastischen Druckkörp.ern i und 2 sind die Träger 5 und 6 für die Kerne ,^, 8 der Induktionsspulen g, io durch Laschen 5', 6` und 5", 6" befestigt. Die Befestigung erfolgt zweckmäßig, wie aus Fig. 2 a ersichtlich, mittels schmaler Stege St, welche so weit nachgiebig sind, daß sie eine Durchbiegung der Träger 5 und 6 verhindern, falls bei der Beanspruchung des Meßgerätes nicht nur eine Stauchung, sondern auch Durchbiegung .der Pfeiler i, 2 eintreten sollte. Die Luftspalte zwischen den Kernteilen haben im dargestellten Ausführungsbeispiel dei gleichen Abstand, aber verschiedene Form Die Spulen 9 und io sind jedoch so bemessen daß ihr Scheinwiderstand ohne mechanisch Belastung .des Meßgerätes gleich ist. Bei Be lastung ändert sich jedoch der Scheinwider stand der Spulen 9 und io infolge der ver schie denen Formgebung der Luftspalte in ver schiedenem Maße. Schaltet man die Spuler beispielsweise in eine Wechselstromwider standsbrücke, so kann die Differenz der Wi derstandsänderungen als Maß der auf das Gerät ausgeübten Kraft an einem der in dei Diagonale der Brücke liegenden Anzeigeinstrument abgelesen werden. Beider praktischen Ausführung des Gerätes wird rnan zweckmäßig vier kreuzweise angeordnete Spulen verwenden, die verschiedene, aber paarweise gleiche Luftspalte haben.
Die Pfeiler i und :2 bestehen aus demselben Material wie die Kerne 7, 8 der Induktionsspulen und haben das gleiche Unifang-Flächen-Verhältnis wie diese. Etwa noch bestehende Ungleichheiten im thermischen Verhalten infolge der Wärmebeeinflussung durch die Induktionsspulen 9 und io können durch die Anordnung von Heizwicklungen 11, 12 um die Pfeiler ausgeglichen werden.
Die Fig. 3 bis 5 zeigen eine andere Ausführungsform eines Kraftmessers nach der Erfindung, bei welcher die elastischcn, auf Druck beanspruchten Teile durch .die Wandung eines dosenförmigen Körpers gebildet werden. Fig. 3 zeigt die Wandung des zylindrischen Dosenkörpers auf eine Ebene abgewickelt. Die aus starkern ferromagnetischem Blech bestehende Wandung 13 ist mit im gleichen Abstand voneinander angeordneten Fenstern 14. versehen, zwischen denen abwechselnd ein voller Wandungsteil 15 und ein durch einen Luftspalt 16 bzw. 17 unterteilter Wandungsteil 18 liegt. Die Luftspalte 16 und 17 sind paarweise gleich ausgebildet, d. h. im dargestellten Ausführungsbeiepiel abwechselnd mit verschiedener Breite. Die durch Luftspalte unterteilten Wandungsteile bilden die Kerne von Induktionsspulen i9. Die vollen Wandungsteile i , weisen Vorsprünge auf, die kreuz- oder sternförmig durch starre Brücken miteinander verbunden zur Aufnahme des Druckes dienen. Die Teile 15 und 18 weisen die gleichen Querschnitte auf und sind so weitgehend thermisch gleichartig. Etwa noch verbleibende Ungleichheiten können durch um die vollenWandungsteile 15 herumgewundene Heizwicklungen 2o ausgeglichen werden.
Fig..@ zeigt eine Vorderansicht einer zylindrischen Druckdose mit der aus Fig.3 im einzelnen ersichtlichen Wandung 13. Die Anordnung der ausgesparten Fenster sowie der Induktions- und Heizspulen ist mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig.3 dargestellt. Die den Druck aufnehmenden Vorsprünge der vollen Wandungsteile 15 sind durch starre Brücken 21 überkreuzt miteinander verbunden, wie aus Fig. 5, welche eine Ansicht der Dose von oben darstellt, ersichtlich ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektromagnetischer Kraftmesser mit paarweise angeordneten, durch Druckbeanspruchung veränderl:ich:eLuftspalte aufweisenden Induktionsspulen, dadurch gekennzeichnet, daß die .den Druck aufnehmenden elastischen Teile (Streben, Wandungsteile) so ausgebildet sind, daß sie ein mindestens annähernd gleiches thermisches Verhalten in bezug auf die Wärmedehnung zeigen wie die Kerne .der Induktionsspulen und daß die die Luftspalte begrenzenden Flächen in bezug auf ihre Abstände, ihre Form oder ihre Abstände und Form derart ausgebildet sind, daß die bei einer bestimmten Belastung gleichen Induktivitätswerte der Spulen bei veränderter Belastung verschieden große Veränderungen erfahren. a. Elektromagnetischer Kraftmesser nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, .daß die den Druck aufnehmenden @elastischen Teile (Streben, Wandungsteil.e) aus dem gleichen Metall bestehen und gleiches Umfang-Flächen-Verhältnis haben wie-die Kerne .der Induktionsspulen. 3. Kraftmesser nach den Ansprüchen i und z, dadurch gekennzeichnet, daß .die Träger für die geteilten Kerne an ungeteilten, den Druck aufnehmenden ,elastischen Teilen befestigt :sind. q.. Kraftmesser nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen, den Druck aufnehmenden Teile mit einer .derart bemessenen und belasteten Heizwicklung versehen sind, daß gleicheTemperaturverhältnisse wie .an den Kernen der Meßspule herrschen. 5. Elektromagnetischer Kraftmesser in Form eines insbesondere zylindrischen, mit seiner Wa_n.dung den Druck aufnehmenden Dosenkörpers nach den Ansprüchen i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (13) Aussparungen (1q., 16 und 17) zur Aufnahme der Spulenwicklungen (ig) und gegebenenfalls von Wärmeausgleichswicklungen (--o) sowie zur Bildung der Luftspalte aufweist. 6. Kraftmesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je zwei mit Luftspalt versehenen Spulenkernen (18) ungeteilte Wandungsteile (15) von gleichem Querschnitt vorgesehen sind, welchen zur Aufnahme des Druckes gleich große Vorsprünge über den Rand der zylindrischen Wandung (13) zugeordnet sind, welche zweckmäßig .durch kreuz-oder sternförmige, starre Streben miteinander verbunden sind. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren keine Druckschriften in Betracht gezogen worden.