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Dehnungsmeßgerät
Die Erfindung bezieht sich auf ein Dehnung meßgerät
und bezweckt hauptsächlich, eine Einrichtung zu schaffen, mittels deren ein vom
Meßgerät herrührender Dehnungsfehler ausgeschaltet wird.
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In der keramischen Industrie ist es üblich, Probestäbe, deren Wärmeausdehnung
ermittelt werden soll, in ein Quarzrohr so einzubringen, daß das eine Probestabende
an einem Festpunkt und das andere Ende an einem Dehnungsübertragungsstift anschließt,
welcher gleichfalls aus Quarz besteht. Ein derart beschaffenes Dehnungsmeßgerät
zeigt bei der Aufnahme von Wärmekenngrößen Werte an, welche um die Ausdehnung des
der Probestablänge entsprechenden Stückes des Probestabaufuahmerohres zu klein ist.
Um die tatsächliche Ausdehnung des Probestabes zu ermitteln, muß zu dem mit dem
Dehnungsmeßgerät gefundenen Wert noch diese Ausdehnung des Probestabaufnahmerohres
hinzugefügt werden. Ein solches Verfahren ist umständlich und zeitraubend in der
Ausführung.
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Um hier abzuhelfen, ist schon vorgeschlagen worden, die Meßwertverfälschung
mittels einer Einrichtung zur Kompensation der von Meßgerätenbauteilen herrührenden
Dehnung zu unterbinden.
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So ist angeregt worden, die von der Probestabunterlage durch Temperaturänderung
verursachte Dehnung dadurch auszuschalten, daß zwei Fühler vorgesehen werden, deren
einer am Probekörper und deren anderer an der Unterlage aufliegt. Die beiden Fühler
greifen an zwei in einem gemeinsamen Drehpunkt gelagerten Hebeln an, von welchen
der eine am freien Ende zwei Spulen trägt, zwischen welche eine Scheibe des anderen
Hebels ragt. Die aus gleichem Werkstoff bestelhenden Fühler
bewirken
bei Ausdehnung des Probestabes eine Verschiebung der Scheibe, was eine Änderung
der Induktivität in den beiden Spulen zur Folge hat.
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Die Induktivitätsänderung wird zur Bestimmung der Probestabdehnung
herangezogen. Die Fühler veranlassen aber keine Verschiebung der Scheibe, wenn die
Unterlage allein sich ausdehnt; es wird also deren Dehnung ausgeglichen.
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Bei einem anderen bekannten Gerät übernehmen ebenfalls zwei Fühler
in Verbindung mit einem Hebelgetriebe den Ausgleich der von der Probestabunterlage
herrührenden Dehnung. Die Fühler liegen wiederum auf dem Probekörper bzw. auf dessen
Unterlage und führen gleichfalls mit ihren freien Enden zu Hebeln, die über einen
Verstellhebel einen Meßwerkzeiger betätigen. Der Verstellhebel ist so gelagert,
daß sein Drehpunkt bei einer Längenänderung der Probekörperunterlage lediglich höhenverstellt
wird. Bei Längenänderungen des Probekörpers hingegen verschiebt sich der diesem
zugeordnete Fühler allein und bewirkt dadurch ein Verschwenken des Zeigerverstellhebeis
um dessen Drehpunkt.
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Bei einem anderen bekannten Gerät soll die unterschiedliche Ausdehnung
von Elementen aus ungleichen Werkstoffen kompensiert werden. Hierzu wird der Probekörper
auf eine Unterlage gebracht, der ebenso wie dem Probekörper ein eigener Fühler zugeordnet
ist. Die Unterlage ist in Richtung der Fühler verlängert und besteht aus einem anderen
Werkstoff wie der zu prüfende Körper. Die Kompensation wird dadurch erreicht, daß
die Werkstoffe des zu prüfenden Körpers und der Unterlage so gewählt werden, daß
bei Wärmeänderung die Längen von Unterlage und Probekörper sich umgekehrt verhalten
wie ihre Ausdehnungskoeffizienten.
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Der Aufbau der bekannten Dehnungsmeßgeräte ist insbesondere infolge
der beiden zur Kompensation erforderlichen Fühler verwickelt. Es besteht daher das
Bedürfnis nach einem in der Ausbildung und der Handhabung einfachen Dilatometer.
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Hier greift die Erfindung ein, die bei einem De,hnungsmeßgerät mit
Probestabaufnahmerohr und Kompensationseinrichtung darin besteht, daß diese ein
die Skala um den Betrag der Ausdehnung des Aufnahmerohres verstellbaren Mechanismus
bildet.
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Vorteilhafterweise dient für die Steuerung der Heizeinrichtung zur
Erwärmung des Probestabes ein Programmregler. Damit zwischen Zeit und Ausdehnung
des Probestabaufnahmerohres ein linearer Zusammenhang entsteht, ist es zweckmäßig,
den Programmregler so einzustellen, daß der Probestab jeweils in der gleichen Zeit
dasselbe Temperaturintervall gleichbleibend durchläuft. Da hierdurch der Fehler
bei der Registrierung linear wächst, kann er dadurch ausgeschaltet werden, daß die
Skala entgegen der Zeigerbewegung mit einer solchen Geschwindigkeit verschoben wird,
daß der Fehler gerade ausgeglichen wird.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
in schematischer Darstellung.
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Der Probestab a schließt innerhalb des Quarzrohres b an den Festpunkt
c und den Dehnungsübertragungsstift d an. Dieser betätigt ein Hebelgetriebe, welches
dabei den über der Skala e spielenden Zeiger f verstellt. Die Skala e ist über einen
nicht dargestellten Verstellmechanismus in Richtung des Pfeiles A bewegbar. Zum
Betätigen des Verstellmechanismus dient der Motor g.
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Zum Ermitteln der Ausdehnungswerte eines Probestabes a wird dieser
in der in Fig. I gezeigten Lage in den elektrischen Ofen h gebracht, welcher hierauf
eingeschaltet wird. Sobald die Temperatur des Stabes a sich ändert, wird auch der
Motor g eingeschaltet. Mit beginnender Ausdehnung des Stabes a erfolgt über den
Stift d und das diesem nachgeschaltete Hebelgetriebe ein Ausschlag des Zeigers f,
welcher auf der Skala e einen Wert anzeigt. Bei nicht eingeschaltetem Motor g entspricht
der Zeigerausschlag der Ausdehnung des Stabes a, vermindert um die Ausdehnung des
Teiles B des Probestabaufnahmerohres b, wobei die Länge B mit derjenigen des Probestabes
a übereinstimmt. Durch die zusätzliche Bewegung der Skala e infolge des eingeschalteten
Motors g erfolgt eine erhöhte Anzeige der vom Stift d übertragenen Dehnung des Probestabes
a. Wenn zwischen -der Zeit und der Ausdehnung des Probestabaufnahmerohres b ein
linearer Zusammenhang besteht, dann kann die Geschwindigkeit des Motors g so gewählt
werden, daß der Verschiebeweg der Skala e in Richtung des Pfeiles A ebenso groß
ist wie die Ausdehnung des Teiles B des Probestabaufnahmerohres b. Dadurch erfolgt
eine Anzeige auf der Skala e, welche der tatsächlichen Ausdehnung des Probestabes
a entspricht; es wird also durch diese Einrichtung die Ausdehnung des Probestabaufnahmerohres
b kompensiert. Zum Erzielen einer linearen Abhängigkeit der Skalenbewegung in Richtung
24 von der Zeit wird vorteilhafterweise ein mit gleichbleibender Geschwindigkeit
umlaufender Motor g, vorzugsweise ein Synchronmotor, verwendet.
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Ist der Zeiger f als Meßwertschreiber ausgebildet und erfolgt der
Vorschub des Registerpapiers i gemäß Fig. 2 mittels eines Motors k, dann wird sinngemäß
die Skala e mitsamt der Vorschubeinrichtung vom Motor g aus verstellt.