DE905550C

DE905550C - Strain gauge

Info

Publication number: DE905550C
Application number: DEB17018A
Authority: DE
Inventors: Erich Brosa
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-10-04
Filing date: 1951-10-04
Publication date: 1954-03-04

Description

Dehnungsmeßelement Die Messung von Dehnungen bzw. Drucken über kleine Wegänderungen mittels aufklebbarer Widerstandsgeber über lange ZeitabschnitteList durch ihre Unkonstanz ungenau und unkontrollierbar bei Meßgeräten, die unzugänglich sind, wie z.B. solche, die in Betonbauwerken eingebettet sind. Die Unkonstanz ist in der Hauptlsache eine Folge der Nachgiebigkeit der unter Krafteinfluß stehenden Kleblacke, mit denen die Drähte einmal auf ihrer Unterlage und hiermit an einem Bauteil befestigt sind.Strain gauge The measurement of strain or pressure over small Path changes by means of stick-on resistance sensors over long periods of time inaccurate and uncontrollable due to their inconsistency in measuring instruments that are inaccessible such as those embedded in concrete structures. The inconsistency is mainly a consequence of the flexibility of those under the influence of force Adhesive varnish with which the wires are once on their base and herewith on one Component are attached.

Ein weiterer Fehler ist im Temperatureinfluß zu suchen, auch dann, wenn auf dem gleichen Geberbauteil ein unbelasteter Kompensationsgeber in Form des Widerstandsdrahtes angebracht ist. Es ist vielfach nicht möglich, das Meßgerät so symmetrisch auszubilden, daß ein belastetes und ein unbelastetes Teil für die Aufnahme der beiden Widerstandsgebilde gleiche Wärmeübergangseigenschaften erhält. Die Erfindung schafft ein neues Bauelement für Dehnungs- und Druckmeßgeräte, das vollkommen symmetrisch gestaltet ist, und so eingebaut werden kann, daß für Temperat,urübergänge zu den beiden Widerstandskörpern, die benachbarte Zweige einer Brückenschaltung sind und durch mechanische Verschiebungen ihres Tragkörpers Widerstandsänderungen mit entgegengesetztem Vorzeichen ergeben, gleiche Verhältnisse vorhanden sind, so daß eich temperaturbedingte Widerstandsänderungen in beildell Zweigen mit gleichem Vorzeichen ergeben und somit nicht in die Anzeige eingehen. Another error is to be found in the influence of temperature, even then, if an unloaded compensation sensor in the form of the Resistance wire is attached. In many cases it is not possible to use the measuring device in this way to train symmetrically that a loaded and an unloaded part for the recording the two resistance structures receive the same heat transfer properties. The invention creates a new component for strain gauges and pressure gauges that is completely symmetrical is designed, and can be installed in such a way that for temperat, primary transitions to the two resistor bodies that are adjacent branches of a bridge circuit and due to mechanical shifts in its supporting body, changes in resistance with opposite changes Signs result, the same conditions exist, so that calibration temperature-related Resistance changes result in some branches with the same sign and thus are not included in the display.

Das neue WIeßelement besteht aus einer mit einem doppelseitigen Rand 2, 3 versehenen biegsamen Platte 1. Ein Stützring 4 dient zur Aufnahme der Einrichtung in ein je nach Verwendungszweck auszubildendes Gehäuse. Tritt in Plattenmitte in Pfeilrichtung A eine Kraft auf, so wird die Platte in dieser Richtung durchgebogen und bewirkt, daß der Durchmesser bzw. Umfang des linken Dehnrades vergrößert und der des rechten Dehnrandes verkleinert wird. Die auf beiden Rändern aufgebrachten Draht- oder auch Schichtwiderstände 5, 6 erfahren dementsprechende Widerstandsänderungen, Id. h. der linke Widerstand wird größer und Ider rechte entsprechend kleiner (Abb. I). The new WIeßelement consists of one with a double-sided border 2, 3 provided flexible plate 1. A support ring 4 is used to accommodate the device in a housing to be designed depending on the intended use. Occurs in the middle of the plate Direction of arrow A a force, so the plate will go in that direction bent and causes the diameter or circumference of the left expansion wheel to increase and that of the right stretching margin is reduced. The ones applied on both edges Wire or sheet resistors 5, 6 experience corresponding changes in resistance, Id. H. the resistance on the left increases and the resistance on the right decreases accordingly (Fig. I).

In der Abb. 2 ist eine andere Ausführungsform dieses Elementes dargestellt. An Stelle einer biegsamen Platte I ist ein starrer Boden 1' vorhanden, der mit dem äußeren Haltering 4 über ein oder zwei ringförmig eingedrehte Biegefedern 7, 8 verbunden ist. Zwischen diesen beiden Biegefedern sind die beiden symmetrisch ausgebildeten Dehnränder 9, 10 angeordnet. Ein Verschieben des starren Bodenteiles gegenüber dem Haltering-in Pfeilrichtung A ergibt wieder ein Verkleinern des einen Dehnrandumfanges und des hier aufgebrachten Widerstandes bzw. ein Vergrößern auf der anderen Seite. Durch entsprechende Wahl des Abstandes der Biegefedern voneinander kann die mechanisch-elektrische Empfindlichkeit des Meßelementes dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßt werden. Die durch die Bildung der Biegefedern 7, 8 entstandenen Einendungen des Werkstoffquerschnittes bewirken bei plötzlichen Temperaturschwankungen einen langsamen Wärmeübergang zu den die Wider'standskörper tragenden Dehnrändern, der aber auf beide Seiten gleichmäßig erfolgt. In Fig. 2, another embodiment of this element is shown. Instead of a flexible plate I a rigid floor 1 'is present, which with the outer retaining ring 4 connected via one or two spiral springs 7, 8 twisted in a ring is. Between these two spiral springs the two are symmetrical Expansion edges 9, 10 arranged. Moving the rigid bottom part relative to the Retaining ring in the direction of the arrow A again results in a reduction in the circumference of one expansion edge and the resistance applied here or an enlargement on the other side. The mechanical-electrical Sensitivity of the measuring element can be adapted to the particular application. The openings in the material cross-section caused by the formation of the spiral springs 7, 8 cause a slow heat transfer in the event of sudden temperature fluctuations the expansion edges supporting the resistance bodies, which however are uniform on both sides he follows.

B.ei größeren Wegänderungen oder bei kleinen Verstellkräften ist es zweckmäßig, die Tangentialspannungen in den Dehnrädern 9, 10 abzubauen. B. in the case of larger changes in path or small adjustment forces it is expedient to reduce the tangential stresses in the expansion gears 9, 10.

Zu diesem Zweck erhalten die Ränder gleichmäßig auf dem Umfang verteilte Einschnitte ii (Abb. 3), die auch durchgehend sein und von einer Biegefeder zur anderen reichen können. Vorteilhaft ist es auch, die Widerstandsdrähte 12 nicht auf einem eingeschnittenen kreisförmigen Rand aufliegen zu lassen, sondern nur auf Tragkanten I3, so daß die Wicklung die Form eines Vieleckes erhält. Um den Draht mit einer Vorspannung aufzubringen, was sehr wichtig ist, damit er nicht locker wird bei Vtrkleinerung seiner Unterlage, wird beim Wickeln die Platte 1 bzw. Boden I' entsprechend aus der Ruhelage verschoben, so daß der jeweils zu bewickelnde Dehnrand kleiner als in der Ruhelage ist, in die zurückgekehrt, er den Draht spannt.For this purpose, the edges get evenly distributed around the perimeter Incisions ii (Fig. 3), which also be continuous and from a spiral spring to the can reach others. It is also advantageous not to use the resistance wires 12 to rest on an incised circular edge, but only on Support edges I3, so that the winding has the shape of a polygon. To the wire Apply with a bias, which is very important so that it does not become loose If its base is reduced when it is reduced in size, it becomes plate 1 or floor when it is wrapped I 'shifted accordingly from the rest position, so that the stretching edge to be wound in each case is smaller than in the rest position to which he has returned, he tensions the wire.

Anstatt den Draht auf den Umfang des mit Einschnitten versehenen Dehnrandes zu wickeln, kann derselbe, wenn die Einschnitte II entsprechend breit genug sind, in Stern form so gewickelt sein, daß beim Wickeln periodisch eine bestimmte Anzahl der Stifte 14, die auch rund sein können, ausgelassen wird. Dann kann ein zweiter Brückenzweig hineingewickelt werden, dem die vorher ausgelassenen Stifte als Aufnahme dienen. Auf Idiese Weise ist es möglich, auf jeder Seite zwei Brückenzweige unterzubringen, Idie sinngemäß geschaltet eine Brücke bilden. Instead of the wire on the perimeter of the notched To wrap the stretched edge can be the same if the incisions II are correspondingly wide are enough to be wound in a star shape that periodically a certain when winding Number of pins 14, which can also be round, is omitted. Then one can second branch of the bridge to which the previously omitted pins are wrapped serve as a recording. In this way it is possible to have two bridge branches on each side to accommodate, Idie connected analogously to form a bridge.

Das Element kann auch als prismatischer Körper mit der in Abb. 2 schraffiert gezeichneten Fläche als Grundfläche ausgebildet sein, so daß sich eine rechteckige Form I6Edes Wickelkörpers ergibt. Um eine möglichst große Drahtmenge unterbringen zu können, sind an Stelle Ider Dehnräder vier oder mehr beispielsweise zylindrisch ausgebildete Stifte 15 vorhanden, die als Aufnahme für den Widerstandsdraht I6 dienen (Abb. 4). Es lassen sich so auf jeder Seite zwei Widerstandselemente erzeugen, die sinngemäß geschaltet eine Brücke ergeben. The element can also be designed as a prismatic body with the one shown in Fig. 2 hatched area be designed as a base area, so that a rectangular shape I6E of the winding body results. To get as much wire as possible To be able to accommodate, there are four or more, for example, in place of Ider expansion wheels cylindrically shaped pins 15 are present, which act as a receptacle for the resistance wire I6 serve (Fig. 4). In this way, two resistance elements can be created on each side, which, when switched, result in a bridge.

Claims

PATENT CLAIMS: I. D'ehn'ungsmeß element, characterized in that, that a circular plate opener, bends under the action of displacement forces Both sides of the body are provided with expansion edges that are perpendicular to the plane of the plate whose circumferences increase or decrease as a result of plate bending and which are provided with resistance material, the resistance of which increases with the Change in shape of the expansion margins changes.

2. strain gauge according to claim I, characterized in that the expansion gears with incisions and supporting edges or pin-shaped roundings for the inclusion of the resistance wire are provided.

3. Expansion element according to claim I and 2, characterized in that that the plate is inflexible and has flexible joints with the smooth or incised Expansion wheels and also outer support ring is connected.

4. strain gauge according to claim 2 and 3, characterized in that that the resistance wire is wound in a star shape.

5. strain gauge according to claim 3, characterized in that the measuring element has a prismatic structure.

6. strain measuring element according to claim 1 to 5, characterized in that that the resistance wire for the purpose of prestressing on a correspondingly deformed bobbin is upset.

7. Strain measuring element according to one of claims I to 6, I thereby characterized in that the plate closes a pressurized can and only on one side with one Delinrand is provided.