DE888463C - Einrichtung zum Messen oder Vergleich kleinster Kraefte oder Drehmomente - Google Patents

Einrichtung zum Messen oder Vergleich kleinster Kraefte oder Drehmomente

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DE888463C
DE888463C DES14748D DES0014748D DE888463C DE 888463 C DE888463 C DE 888463C DE S14748 D DES14748 D DE S14748D DE S0014748 D DES0014748 D DE S0014748D DE 888463 C DE888463 C DE 888463C
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DES14748D
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Siegfried Dr-Ing Reisch
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/10Arrangements of bearings

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Description

  • Einrichtung zum Messen oder Vergleich kleinster Kräfte oder Drehmomente Die Lagerung von empfindlichen Meßwerken für Galvanometer, Elektrometer, Drehwaagen aller Art, z. B. Schwerewaagen, führt mitunter zu beträchtliegen Schwierigkeiten. Vor allem stellt die Torsionsdrahtaufhängung eine gegen mechanische Störeinflüsse höchst empfindliche Konstruktion dar, die oft in Verhältnissen, wie sie bei zahlreichen technischen Problemen vorliegen, wegen dieser Empfindlichkeit nicht in Betracht kommt. Insbesondere sind solche Geräte außerordentlich empfindlich gegen horizontale Beschleunigungen und Neigungen, wie sie z. B. beim Gebrauch auf Fahrzeugen auftreten. Ferner ist, wenn besonders kleine Richtkräfte verlangt werden, die Festigkeit der Fäden sehr begrenzt und damit auch das höchst zulässige Gewicht des Meßsystems beschränkt.
  • Erfindungsgemäß wird in all den Fällen, in denen die genannten Schwierigkeiten untragbar sind, das Meßsystem, auf Idas die zu messenden Kräfte bzw.
  • Momente aufgebracht werden, mittels in Abhängigkeit vom Luftspalt steuerbarer Elektromagnete frei schwebend um seine Drehachse aufgehängt.
  • Das Meßwerk einer solchen Meßanordnung stellt ein weitgehend richtkraftloses System dar, da die durch Inhomogenitäten der magnetischen Radialsymmetrie auftretenden restlichen Richtkräfte ohne $chwiedgkeiten in die Größenordnung von unge fähr Io-4 gcm pro Grad gebracht werden können.
  • Das Meßsystem wird mit einem rückwirkungsfreien Abgriff ausgestattet, vorzugsweise einem Lichtabgriff, der die Bewegung des Systems in vefhältige Strom- bzw. Spannungsänderungen umsetzt. Es ist ferner eine Einrichtung vorgesehen, mit der auf elektrischem Wege Vergleichsmomente aufgebracht werden können. Insbesondere ist vorgesehen, daß die Messung nach dem Prinzip der selbsttätigen Kompensation erfolgt, wobei durch eine selbsttätig wirkende Einrichtung ein Kompensationsmoment aufgebracht wird, das zudem Meßmoment das Gleichgewicht hält. Der Strom, der zur Erzeugung des Kompensationsmomentes nötig ist, stellt dann ein Maß für das zu ermittelnde Moment dar. In all den Fällen, in denen eine Stromzuführung zum beweglichen System nicht nötig ist, wie z. B. bei Schwerewaagen, Elektrometern, Wechselspannungsleistungsmessern u. dgl., besteht dann keinerlei körperliche Berührung des schwebenden Meßsystems. In anderen Fällen wird oft eine Stromzufuhr mit richtkraftlosen Bändern keine' wesentlichen Nachteile mit sich bringen, deren geringe Restrichtkraft im Bledarfsfalle auch noch elektrisch kompensiert werden könnte.
  • Fig. I der Zeichnung ist eine bei spiels weise Ausführungsform einer solchen Meßanordnung für einen Elektrometer in Seitenansicht; Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. I in Richtung der Pfeile a nebst den elektrischen Kompensationsmitteln; Fig. 3 ist ein Schaltungsbeispiel für die Steuerung der elektrischen Lagermagnete.
  • In Fig. I bezeichnen I und 2 die Lagermagnete, zwischen denen das Meßsystem 3 frei schwebend -gehalten wird. 3a und 3b sind die an dem Meßsystem angebrachten Kondensatoren, die miteinander leitend verbunden sind und zusammen mit den am nicht dargestellten Gehäuse befestigten Gegenplatten 3,7 und 3b' ein Elektrometersystem bilden. An dem drehbaren System sind ferner ein Spiegel 4 und ein Magnetstab 5 befestigt; letzterer stellt zusammen mit der gehäusefesten Spule 6 einen Momentengeber dar. Die Lichtquelle 7 wirft über den Spiegel 4 ein Lichtbündel auf die.Fotozelle8, welche über den Verstärker g die Erregung der Spule 6 steuert. Wenn an den Platten 3,' und 3b' die an den Klemmen IO liegende Spannung liegt, erzeugt diese Spannung durch elektrostatische Wirkung ein Drehmoment. Dieses bewirkt zunächst eine Verdrehung des Systems 3. Dadurch wird über den lichtelektrischen Abgriff 7, 4, 8 und den Momentengeber 5, 6 ein Gegen drehmoment auf das Meßsystem 3 übertragen, so daß lediglich eine kleine Restdrehung übrigbleibt. Der durch die Spule 6 des Momentengebers fließende Strom wird durch das Instrument II gemessen und stellt ein Maß für das zu messende elektrostatische Moment dar. Damit das Meßsystem 3 zwischen den Magneten I und 2 frei schwebt, muß offensichtlich die von dem Magneten I auf den Anker ausgeübte Kraft die von dem Magneten 2 auf diesen Anker ausgeübte Kraft um das Gewicht des Körpers 3 überwiegen. Die dazu notwendige Gleid½stromerregung der beiden Elektromagnete I und 2 wird, wie nunmehr an dem in Fig. 3 dargestellten Schalt bild erläutert werden soll, abhängig von zudem Spiel zwischen dem Elektromagneten I und dessen Anker gesteuert. Der Elektromagnet 1 erhält zu diesem Zweck eine Wechselstromerregung, so daß seine Selbstinduktion sich entsprechend dem genannten Lagerspiel ändert.
  • In Fig. 3 liegt die Primärwicklung des Transformators I6 an einer Wechselstromquelle I7, welche eine Wechselspannung hoher Frequenz von etwa IOOO Hz liefert. Die von der Sekundärwicklung des Transformators I6 abgegebene Spannung kann- mittels des Spannungsteilers I8 beliebig eingeregelt werden. Dile hiervon abgenommene Spannung dient zur Speisung einer Wheatstoneschen Brücke, die durch die beiden Ohmschen Widerstände 19 und 20 und die beiden Drosseln 21 und I' gebildet wird. Di,e Drossel 21 ist eine veränderlich einstellbare Vergleichsselbstinduktion zur Einstellung des Brückennullpunktes. 1' ist die Erregerwicklung des in'Fig. I dargestellten Lagermagneten.
  • Die von der Brücke bei Störung ihres Gleichgewichts infolge Änderung des oberen Luftspaltes bei der Einrichtung nach Fig. 3 abgegebene Wechselspannung gelangt über den Eingangstransformator 22, die Verstärkerstufe 23 und den Zwischentransformator 24 auf den Diodengleichrichter 25. In dessen Stromkreis liegt ein Kondensator 26. Der an dessen Klemmen bestehende Gleichspannungsunterschied erzeugt an den Widerständen 27 und 28 einen Gleichspannungsabfall, der zur gpgenläufigeh Steuerung der beiden Endröhren 29 und 30 Idient. Im Anodenkreis der Röhre 29 liegt die Magnetwicklung I', im Anodenkreis der Röhre 30 liegt die Magnetwicklung 2', die auf dem unteren Magneten 2 (Fig. I) angeordnet ist und bei einfacher Ausführung auch weggelassen werden könnte.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE I. Einrichtung zum Messen odert Vergleich kleinster Kräfte oder Drehmomente, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsystem, auf das die zu messenden Kräfte aufgebracht werden, mit in Abhängigkeit vom Luftspalt steuerbaren Elektromagneten frei schwebend um seine Drehachse aufgehängt ist.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das frei- schwebend aufgehängte System mit einem rückwirkungsfreien Abgriff, z. B. Lichtabgriff, zur Steuerung eines das Drehmoment des Meßsystems kompensierenden Momentengebers versehen ist, wobei der Kompensationsstrom als Maß für das zu messende Moment oder dile zu messende Kraft henutzt sein kann.
DES14748D 1943-10-27 1943-10-27 Einrichtung zum Messen oder Vergleich kleinster Kraefte oder Drehmomente Expired DE888463C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109142130A (zh) * 2018-09-16 2019-01-04 金华职业技术学院 一种吸附剂测试方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109142130A (zh) * 2018-09-16 2019-01-04 金华职业技术学院 一种吸附剂测试方法
CN109142130B (zh) * 2018-09-16 2024-02-13 金华职业技术学院 一种吸附剂测试方法

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