FI105721B - Anturi kuormitusten mittaamiseksi - Google Patents
Anturi kuormitusten mittaamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI105721B FI105721B FI954345A FI954345A FI105721B FI 105721 B FI105721 B FI 105721B FI 954345 A FI954345 A FI 954345A FI 954345 A FI954345 A FI 954345A FI 105721 B FI105721 B FI 105721B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- base plate
- sensor
- protective
- deformation
- protective housing
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/225—Measuring circuits therefor
- G01L1/2256—Measuring circuits therefor involving digital counting
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
- G01G19/08—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles
- G01G19/12—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles having electrical weight-sensitive devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2206—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
- G01L1/2231—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being disc- or ring-shaped, adapted for measuring a force along a single direction
Description
10b721
Anturi kuormitusten mittaamiseksi - Givare för att mätä belastningar
Keksinnön kohteena on itsenäisen patenttivaatimuksen johdanto-osan mukainen anturi kuormituksen mittaamiseksi.
5 Ennestään tunnetaan mittausjäijestely, jossa anturi, erityisesti venymäliuska-anturi, on kiinnitetty suoraan mitattavaan rakenteeseen ja tämän läheisyyteen pienen etäisyyden päähän on järjestetty mittauslähetin anturilta saatavan analogisen mittaussignaalin käsittelemiseksi, kuten vahvistamiseksi ja muuttamiseksi virtaviestiksi ja edelleen lähettämiseksi varsinaiseen tietojenkeruu- ja käsittely-yksikköön, josta ra-10 kenteisiin kohdistuvat kuormitusarvot, kuten painorasitus, ilmoitetaan. Eräs tällainen mittausjärjestely on tuotu julki saksalaisessa hakemusjulkaisussa DE 25 53 350.
Epäkohtana anturin ja mittauslähettimen jäijestämisestä etäisyyden päähän toisistaan on, että mittausviestiin summautuu mainitulla välillä häiriöitä ja kohinataso kasvaa. Erityisen ongelmalliseksi tilanne muodostuu vaativissa ympäristöolosuhteis-15 sa.
Ennestään tunnetaan mittausjäijestely, jossa anturi, erityisesti venymäliuska-anturi, kiinnitetään suoraan mitattavan kohteen rakenteeseen liimaamalla.
Epäkohtana suorassa liimauskiinnityksessä on, että alusta, johon anturi kiinnitetään, tulee puhdistaa hyvin ja liimaus pitää suorittaa huolella. Muuten vaarana on, että 20 anturi irtoaa jossain vaiheessa yllättäen alustasta. Kiinnitystoimenpide tulee suorit-j . taa sitä huolellisemmin, mitä vaativampaan ympäristöön anturi sovitetaan.
Erityisen hankala ympäristö on ajoneuvon runkorakenne sen rasitusten, erityisesti kuormitusrasitusten mittaamiseksi. Ajoneuvon ympäristön lämpötila saattaa vaihdella esim. +30 °C:sta -40 °C:een. Anturiin kohdistuu lisäksi jatkuva tärinä ajoneuvon 25 liikkuessa. Anturiin saattaa kohdistua ajoittain myös voimakkaita iskuja tiestä irtoa- . ·. vien kivien tms. muodossa, joita iskuja anturi ei kestä, vaan rikkoutuu. Tästä syystä • ♦ .__________ anturit on suojattu kotelon sisään, kuten esim. edellä mainitussa DE-hakemusjulkai-sussa ja brittiläisessä patenttihakemusjulkaisussa GB 1 520 061.
Tunnettujen koteloitujen antureiden ongelma on, että ne on asennettava mittauskoh- 30 taan yleensä tietyssä asennossa, ja lisäksi se, että kiinnitys on toteutettu mekaanisin kiinnitysvälinein, kuten ruuvein. Mekaanisten kiinnitysvälineiden käytöstä seuraa, 2 105721 että runkorakenteeseen on porattava reikiä ja asetettava niihin ruuveja. Tämä heikentää rakenteita ja ne on otettava huomioon rakenteita suunniteltaessa.
Keksinnön tarkoituksena on tuoda julki uusi anturi rakenteeseen kohdistuvien kuormitusten mittaamiseksi, jonka avulla edellä esitetyt epäkohdat voidaan välttää.
5 Keksinnön mukaiselle anturille on tunnusomaista se, mitä itsenäisessä patenttivaatimuksessa on esitetty.
Keksinnön mukainen anturi kuormitusten mittaamiseksi käsittää rakenteen muodonmuutoksia mittaavan muodonmuutosyksikön, johon kuuluu muodonmuutoselement-ti, kuten sinänsä tunnettu venymäliuskaelementti, ja suojakotelo, jonka sisään ήπιοί 0 donmuutosyksikkö on sovitettu ja johon kuuluu alustalevy ja suojakupu. Keksinnön mukaisesti: - alustalevy on muodoltaan edullisimmin pyöreä kiekko, neliö tai neliöstä modifioitu kahdeksankulmio tai sen kaltainen kolmen akselin suhteen tasossa symmetrinen levy; 15 - muodonmuutosyksikkö, erityisesti venymäliuskaelementti, on kiinnitetty alustale- vyn keskialueelle, edullisesti keskelle; ja - suojakupu on sovitettu muodonmuutosyksikön ympärille alustalevyn päälle alusta-levyn keskialueelle siten, että suojakuvun ulkopuolella on alustalevyn reuna-alue, josta anturi on kiinnitettävissä, edullisimmin hitsaamalla, rakenteen mittauskohtaan.
20 Koska anturi, erityisesti sen alustalevy, on keskipisteeseensä kautta kulkevaan koi-meen akseliin nähden symmetrinen ja muodonmuutosyksikkö, erityisesti venymäliuskaelementti, on kiinnitetty alustalevyn keskialueelle, edullisesti keskelle, niin keksinnön etuna on, että mitattavaan rakenteeseen kohdistuvat rasitukset siirtyvät joka puolelta anturiin tasaisesti ilman että anturi niitä itsessään vääristää.
25 Keksinnön etuna on myös suojakuvun reuna-alue, koska se mahdollistaa turvallisen anturin kiinnityksen hitsaamalla rakenteeseen. Reuna-alue toimii lämpöä johtavana ja sitä alentavana välineenä. Alustalevyn keskialue, johon muodonmuutosyksikkö, erityisesti venymäliuskaelementti, on kiinnitetty, ei tällöin kuumene liikaa, mikä saattaisi aiheuttaa yksikön, erityisesti sen sisältämien elektronisten komponenttien, 30 tuhoutumisen.
Keksinnön etuna on edelleen, että muodonmuutosyksikkö saadaan tehokkaasti suojattua suojakotelon avulla. Edelleen keksinnön etuna on, että kun alustalevy ja suo- l - 3 105721 jakupu ovat metallilevyä, edullisesti teräslevyä, anturi on helposti kiinnitettävissä metallirakenteeseen, erityisesti teräspalkkiin, alustalevystä hitsaamalla. Näin anturien kiinnittäminen mitattavaan kohteeseen nopeutuu eikä se edellytä niin mittavia ja huolellisia valmistelutöitä kuin siinä tapauksessa, että pelkkä venymäliuskaelementti 5 kiinnitettäisiin liimaamalla alustaan.
Edelleen keksinnön etuna on, että suojakoteloon sovitettu muodonmuutosyksikkö on helppo testata koepenkissä ennen varsinaisen asennuksen suorittamista ja näin tarkistaa muodonmuutosyksikön toiminta.
Keksinnön etuna on myös, että anturi on suhteellisen yksinkertaisesti vaihdettavissa 10 mittauskohteessa, mikäli se syystä tai toisesta vikaantuu.
Keksinnön erään edullisen sovellutusmuodon mukaisesti muodonmuutosyksikköön kuuluu A/D-muunnin ja mikroprosessori analogisen mittausviestin muuttamiseksi digitaaliseksi ja mittaustietojen esikäsittelemiseksi. Muodonmuutosyksikkö on tällöin edullisesti muodostettu hybridipiiriksi, joka sisältää varsinaisen muodonmuu-15 toselementtin lisäksi elektronisia piirejä mittausviestien käsittelemiseksi. Näin estetään tehokkaasti häiriöt ja ylipäätään kohinan summautumista mittausviestiin sitä anturista eteenpäin varsinaiseen tiedonkeruu- ja tiedonkäsittelylaitteeseen siirrettäessä. Erityisen edullista on muuntaa mittausviesti muodonmuutosyksikössä digitaaliseksi viestiksi. Digitaaliset mittausviestit voidaan siirtää tiedonkeruu- ja tiedonkä-20 sittelylaitteeseen usealta anturilta digitaalista tiedonsiirtoväylää (lähiverkko) hyväksi käyttäen ilman, että mittausviestiin integroituu häiriöitä/kohinaa. Tämä on erittäin tärkeää vaativissa olosuhteissa, joissa lämpötilavaihtelut saattavat olla suuria ja an-tureihin ja siirtojärjestelmään ylipäätään kohdistuu voimakkaita mekaanisia rasituksia.
25 Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää erästä keksinnön mukaista anturia päältä katsottuna; ** » · < * —*-·«·*— * * ' kuvio 2 esittää kuvion 1 anturia päältä katsottuna suojakupu ja suojamassa poistettuna; ~ 30 kuvio 3 esittää poikkileikkausta A-A kuvion 1 anturista; kuvio 4 esittää toista keksinnön mukaista anturia päältä katsottuna; 105721 4 kuvio 5 esittää kuvion 4 anturia päältä katsottuna suojakupu ja suojamassa poistettuna; kuvio 6 esittää kuvion 5 anturia leikkauskuvana B-B; kuvio 7 esittää kolmatta keksinnön mukaista anturia päältä katsottuna suojakupu 5 ja suojamassa poistettuna; kuvio 8 esittää kuvion 7 anturia leikkauskuvana C-C; kuvio 9 esittää erästä muodonmuutosyksikköä lohkokaaviona; ja kuvio 10 esittää rakenteen kuormitusten mittausjärjestelmää lohkokaaviona, jossa on käytetty keksinnön mukaisia antureita.
10 Kuvioiden 1-3 mukaiseen anturiin rakenteen kuormitusten mittaamiseksi kuuluu muodonmuutosyksikkö 1 ja suojakotelo 2, jonka sisään muodonmuutosyksikkö 1 on sovitettu. Suojakoteloon 2 kuuluu alustalevy 3, suojakupu 4 ja suojamassa 5. Muodonmuutosyksikkö 1 on kiinnitetty alustalevyn 3 päälle. Suojakupu 4 on sovitettu muodonmuutosyksikön 1 ympärille alustalevyn 3 päälle siten, että reuna-alue 3a jää 15 sen ulkopuolelle. Suojakupu 4 on täytetty suojamassalla 5.
Suojakotelon 2 alustalevy 3 ja suojakupu 4 ovat metallilevyä, edullisesti teräslevyä. Alustalevy 3 on muodoltaan neliöstä modifioitu kahdeksankulmio (kuvio 2), jonka ensimmäiset vastakkaiset sivut 3b ovat pituudeltaan lyhyemmät kuin niiden rinnakkaiset toiset vastakkaiset sivut 3c. Alustalevy 3 voi olla muodoltaan myös neliö. 20 Kahdeksankulmaisen muodon tarkoituksena lähinnä on osoittaa sivujen leikkauspisteiden eli kulmion kärkien avulla, mistä anturi alustalevystään on edullisimmin kiinnitettävissä hitsaamalla rakenteen, kuten teräspalkin tai vastaavan, mittauskoh-taan. Kiinnityskohdat voidaan luonnollisesti merkitä alustalevyyn painojäljillä, urilla tai muulla sopivilla tavalla. Kiinnityskohdat on valittava huolella siten, että mitatta-25 van rakenteen muodonmuutokset välittyvät sellaisenaan alustalevyyn 3, josta mittaukset viime kädessä tehdään. Alustalevyn 3 tulee siis mukautua täysin rakenteen muodonmuutoksiin luotettavien mittaustulosten saamiseksi rakenteen mittauskoh-taan kohdistuvista muodonmuutosrasituksista, kuten leikkausvoimista, taivutus-ja/tai vääntörasituksista.
30 Muodonmuutosyksikkö 1 on kiinnitetty alustalevyn 3 keskialueelle. Erityisesti muo-donmuutoselementti, kuten venymäliuskaelementti 6, sijoitetaan edullisesti alusta-levyyn 3 keskelle, kuten kuviossa 2 on havainnollisesti esitetty.
5 105721
Muodonmuutosyksikköön 1 kuuluu kuvioiden 1-3 sovellutuksessa venymäliuska-elementin 6 lisäksi liitin 7 ja piirilevy 8. Venymäliuskaelementti 6 on kiinnitetty tiiviisti, kuten liimattu alustalevyyn 3. Tämän viereen yhdelle sivulle on liimattu myös piirilevy 8, jonka yhteyteen liitin 7 on järjestetty. Venymäliuskaelementin 6 5 liitäntäjohdot on yhdistetty piirilevyn 8 johdotukseen, jonka kautta ne ovat edelleen yhteydessä liittimen 7 liitosnapoihin. Johto 9 yhdistää anturit ulkopuoliseen maailmaan. Johto 9 on yhdistetty siihen liittyvien johtimien 10 kautta liittimeen 7 napoihin ja edelleen sitä kautta venymäliuskaelementtiin 6. Johdon 9 kautta tuodaan ve-nymäliuskaelementtille 6 sopiva jännite ja vastaavasti venymäliuskaelementiltä 6 10 saatava mittausviesti välitetään johdon 9 kautta ulkopuoliseen tiedonkeruu- ja tie-donkäsittelylaitteeseen.
Kim muodonmuutosyksikön I osat, so. venymäliuskaelementti 6, piirilevy 8 ja liitin 7, on kiinnitetty alustalevylle 3 anturien valmistusvaiheessa, suojakupu 4 täytettynä sopivalla suojamassalla 5 sovitetaan muodonmuutosyksikön 1 päälle alustalevyyn 3. 15 Suojakupu 4 kiinnitetään tällöin edullisesti suojamassalla 5 alustalevyyn 3. Suoja-massana 5 käytetään jotain elektroniikkateollisuudessa yleisesti käytettyä sinänsä tunnettua eristävää tahnamaista massaa, kuten silikonia. Suojamassa esim. paistetaan sopivassa lämpötilassa yhdessä suojakuvun 4 kanssa alustalevyyn 3 kiinni.
Edellä esitetyssä sovellusesimerkissä suojakupu 4 on täytetty suojamassalla 5. 20 Vaihtoehtoisesti suojakupuun 4 ei jäljestetä suojamassaa, vaan sen annetaan täyttyä ilmasta tai sen sisään järjestetään sopivaa (suoja)kaasua tai kaasuseosta.
Muodonmuutoselementtinä käytetään edellä esitetyssä sovellutuksessa edullisimmin venymäliuskaelementtiä 6. Tässä sovellutuksessa venymäliuskaelementti on kaupallisesti saatava elementtikomponentti, jossa on neljä Wheatstone-siltaan kytkettävää 25 venymäliuskaelementtiä.
Toinen keksinnön mukainen anturi on esitetty havainnollisesti kuvioissa 4-6. Tässäkin tapauksessa anturiin kuuluu muodonmuutosyksikkö 11, joka on sovitettu suoja-- .. koteloon 12. Suojakoteloon 12 kuuluu alustalevy 13, suojakupu 14 ja suojamassa 15 (tai suojakuvun 14 sisällä onlcäasua tai kaasuseosta). Muodonmuutosyksikköön 11 30 kuuluu venymäliuskaelementti 16, liitin 17 ja piirilevy 18. Venymäliuskaelementti 16 on kiinnitetty tiiviisti, kuten liimattu, piirilevylle 18. Piirilevylle 18 on myös sovitettu liitin 17. Piirilevyn johtimien kautta venymäliuskaelementin 16 navat on yhdistetty liittimeen 17. Liittimeen 17 vuorostaan on yhdistetty johto 19, johon kuuluu joukko johtimia 20, joiden kautta muodonmuutosyksikkö 11 ja erityisesti 105721 6 venymäliuska-elementti 16 on yhteydessä anturien ulkopuolisiin laitteisiin, kuten sähkölaitteeseen ja tiedonkeruu-ja tiedonkäsittelylaitteeseen.
Suojakotelon 12 alustalevy 13 on tässä sovelluksessa pyöreä kiekko, joka on metallilevyä, edullisesti teräslevyä. Suojakotelo 12 asetetaan alustalevyn 13 päälle siten, 5 että sen ulkopuolle jää alustalevyn kehä- eli reuna-alue 13a. Suojakupu 14 on edullisimmin alustalevyä 13 vastaavaa materiaalia. Tällöin anturi voidaan kiinnittää rakenteen ennalta valittuun mittauskohtaan esim. hitsaamalla sopivista kohdista alusta-levyn 13 kehäalueelta 13 a.
Muodonmuutosyksikkö 11 on toteutettu siten, että venymäliuskaelementti 16 on 10 kiinnitetty tiiviisti, kuten liimattu, piirilevylle 18 ja sen johtimet on kiinnitetty juottamalla piirilevyn 18 siihen varattuihin napoihin. Piirilevy 18 on edullisesti pyöreä kiekko, joka on ohutta muovimateriaalia ja johon on jäljestetty johdotus. Venymäliuskaelementti 16 on järjestetty edullisimmin piirilevyn 18 keskelle, joka vuorostaan on kiinnitetty tiiviisti, kuten liimattu, alustalevyn 13 keskelle. Näin venymälius-15 kaelementti 16 on olennaisesti alustalevyn 13 keskialueella.
Venymäliuskaelementti 16 on tässä sovelluksessa toteutettu edullisesti kaupallisesti saatavan venymäliuskaelementin avulla, jossa venymäliuskaelementit on järjestetty tasakylkisen kolmion sivulle. Tällaisella venymäliuskaelementillä varustettu anturi voidaan sovittaa mittauskohtaan mihin asentoon tahansa. Anturilta saatava kuormi-20 tusta kuvaava signaali on periaatteessa riippumaton venymäliuskaelementin asennosta.
. , Kolmas sovellusmuoto keksinnön mukaisesta anturista on esitetty kuvioissa 7 ja 8.
Tähän anturiin kuuluu myös rakenteen muodonmuutoksia mittaava muodonmuutos-yksikkö 21 ja suojakotelo 22, jonka sisään muodonmuutosyksikkö 21 on sovitettu. 25 Suojakoteloon 22 kuuluu kuten edellä esitetyissä sovellutuksissa alustalevy 23, suojakupu 24 ja suojamassa 25 (tai suojakuvun 24 sisällä on kaasua tai kaasuseosta). Muodonmuutosyksikkö 21 on kiinnitetty alustalevyyn 23, sen keskialueelle. Suoja-kupu 24, joka on täytetty suojamassalla 25 (tai kaasulla), on vuorostaan sovitettu muodonmuutosyksikön 21 ympärille alustalevyn 23 päälle siten, että reuna-alue 23a 30 jää sen ulkopuolelle.
Muodonmuutosyksikköön 21 kuuluu muodonmuutoselementti, edullisesti venymäliuskaelementti 26, A/D-muunnin 27, tietojenkäsittely-yksikkö 28, edullisesti mikroprosessori, sovitin 29 ja liitin 30. Liittimeen 30 on yhdistetty johto 31, jossa on joukko johtimia 32, joiden kautta muodonmuutosyksikkö 21 on kytkettävissä anturin .7 1 ϋ ϋ / 2 '1 ulkopuolisiin laitteisiin, kuten sähkölähteeseen ja tiedonkeruu-ja tiedonkäsittelylait-teeseen.
Suojakotelon 22 alustalevy 23 ja suojakupu 24 ovat metallilevyä, edullisesti teräslevyä. Alustalevy 23 on tässä sovelluksessa pyöreä kiekko. Anturi on kiinnitettävissä 5 alustalevystä 23 esim. hitsaamalla alustalevyn 23 kehältä eli sen reuna-alueelta 23 a sopivilta kohdilta säännöllisin etäisyyksin mittauskohteeseen, kuten rakenteen teräspalkkiin.
Muodonmuutosyksikköön 21 kuuluu piirilevy 33, joka on kiinnitetty tiiviisti, edullisesti liimattu alustalevyn 23 keskialueelle, edullisesti keskelle. Piirilevylle 33 vuo-10 rostaan on kiinnitetty tiiviisti, edullisesti liimattu, venymäliuska-elementti 26. Ve-nymäliuskaelementin 26 johtimet on kiinnitetty piirilevyn 33 napoihin, joista piiri-levyjohtimet yhdistävät venymäliuskaelementin 26 A/D-muuntimeen 27. Piirilevylle 31 on edelleen sovitettu toisiinsa yhdistynyt A/D-muunnin 27, tietojenkäsittely-yksikkö 28 ja sovitin 29. Sovitin 29 on edelleen yhdistetty piirilevyn 31 johtimien 15 kautta liittimeen 30 ja johdon 32 johtimien 33 kautta anturin ulkopuolisiin laitteisiin.
Muodonmuutosyksikön 21 eräs rakenne lohkokaavion muodossa on esitetty kuviossa 9. Viitenumerointi vastaa kuvioiden 7 ja 8 muodonmuutosyksikön 21 osien numerointia. Tietojenkäsittely-yksikköön 28 kuuluu edullisesti mikroprosessori 34 ja joukko muistiyksiköitä 35, 36. Tietojenkäsittely-yksikkö 28 on liitetty sovittimen 29 20 kautta tiedonsiirtoväylään 37, joka fyysisesti muodostuu joukosta johtimia 32. Tämän lisäksi käyttöjännite U tuodaan edullisesti myös johtimien 32 kautta muodonmuutosyksikön 21 elektronisille komponenteille.
Kuten piirustuksista käy ilmi, keksinnön mukaisen anturin alustalevy 3; 13; 23 on muodoltaan edullisimmin pyöreä kiekko, neliö tai neliöstä modifioitu kahdeksan-25 kulmio tai sen kaltainen kolmen keskipisteen kautta kulkevan akselin a, b, c suhteen tasossa symmetrinen levy. Muodonmuutosyksikkö 1; 11; 21, erityisesti venymä-liuskaelementti 6; 16; 26, on kiinnitetty kaikissa keksinnön sovellusesimerkeissä - ^ alustalevyn 3; 13; 23 keskialueelle, edullisesti keskelle. Mainituista kuvioista käy myös selvästi ilmi, että suojakupu 4; 14; 24 on sovitettu muodonmuutosyksikön 1; 30 11; 21 ympärille alustalevyn 3; 13; 23 päälle alustalevyn keskialueelle siten, että suojakuvun ulkopuolella on alustalevyn reuna-alue 3a; 13a; 23a, josta anturi on kiinnitettävissä, edullisimmin hitsaamalla, rakenteen mittauskohtaan.
Keksinnön mukaiset anturit, kuten kuvioissa 1-3, 4-6 ja 7, 8 esitetyt anturit, voidaan tarpeen vaatiessa sulkea lisäsuojakotelon sisään. Tämä toteutetaan edullisesti sen 105721 8 jälkeen kun itse anturi on kiinnitetty esim. hitsaamalla rakenteen mittauskohtaan. Li-säsuojakotelo on esim. metallilevystä, kuten teräslevystä, muotoiltu kuppimainen kotelo, joka kiinnitetään anturin päälle ja ympärille lisäsuojaksi lähinnä mekaanisia iskuja vastaan vaativissa olosuhteissa.
5 Keksinnön mukainen anturi on tarkoitettu rakenteen kuormitusten mittaamiseksi. Antureita on yleensä useita ja ne sijoitetaan rakenteen eri puolille siihen kohdistuvien painorasitusten tai muiden vastaavien kuormitusten mittaamiseksi. Tässä suhteessa viittaamme esim. kansainvälisiin patenttihakemuksiin WO-91/19172, WO-94/23275 ja kansainväliseen patenttihakemukseen PCT/FI95/00133.
10 Kun rakenteiden kuormitusten mittaamisessa käytetään kuvioiden 7-9 mukaisia älykkäitä antureita 38, ne voidaan kytkeä yhteen tiedonsiirtoväylällä 37 ja edelleen tämän väylän kautta sopivaan tietojenkäsittely-yksikköön 39, kuten kuviossa 10 on havainnollisesti lohkokaavion muodossa esitetty. Tietojenkäsittely-yksikkö 39 sisältää mm. mikroprosessorin 40 muistiyksikköineen sekä näytön 41 ja näppäimistön 15 42. Tietojenkäsittely-yksikköä 39 käytetään tällöin tiedonkeruu- ja tiedonkäsittely- laitteena.
Edellä keksintöä on selostettu eräisiin sen edullisiin sovellutusmuotoihin viittaamalla, mutta on selvää, että keksintöä voidaan monin tavoin muunnella oheisten patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.
«· • ·
Claims (6)
1. Anturi kuormitusten imttääEöiseksi, joka anturi käsittää rakenteen muodonmuutoksia mittaavan muodonmuutosyksikön (1; 11; 21), johon kuuluu muodonmuutos-elementti, kuten sinänsä tunnettu venymäliuskaelementti (6; 16; 26), ja suojakotelo 5 (2; 12; 22), jonka sisään muodonmuutosyksikkö (1; 11; 21) on sovitettu ja johon kuuluu alustalevy (3; 13; 23) ja suojakupu (4; 14; 24), tunnettu siitä, että - alustalevy (3; 13; 23) on muodoltaan edullisimmin pyöreä kiekko, neliö tai neliöstä modifioitu kahdeksankulmio tai sen kaltainen kolmen akselin suhteen tasossa symmetrinen levy; 10 -muodonmuutosyksikkö (1; 11; 21), erityisesti venymäliuskaelementti (6; 16; 26), on kiinnitetty alustalevyn (3; 13; 23) keskialueelle, edullisesti keskelle; ja -suojakupu (4; 14; 24) on sovitettu muodonmuutosyksikön (1; 11; 21) ympärille alustalevyn (3; 13; 23) päälle alustalevyn keskialueelle siten, että suojakuvun ulkopuolella on alustalevyn reuna-alue (3a; 13a; 23a), josta anturi on kiinnitettävissä, 15 edullisimmin hitsaamalla, rakenteen mittauskohtaan.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen anturi, tunnettu siitä, että suojakotelon (2; 12; 22) alustalevy (3; 13; 23) ja suojakupu (4; 14; 24) ovat metallilevyä, edullisesti teräslevyä.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen anturi, tunnettu siitä, että muodonmuu-20 tosyksikköön (21) kuuluu piirilevy (33), jonka keskialueelle, edullisesti keskelle, . venymäliuskaelementti (26) on tiiviisti kiinnitetty ja joka piirilevy (33) on kiinnitet ty tiiviisti suojakotelon (22) alustalevyn (23) keskialueelle, edullisesti keskelle, ja jolle piirilevylle (33) on myös sovitettu elektroniset yksiköt (27, 28) mittaustietojen esikäsittelemiseksi.
4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen anturi, tunnettu siitä, että muodon- muutosyksikköön (21) kuuluu A/D-muunnin (27) ja tietojenkäsittely-yksikkö, kuten mikroprosessori (28), analogisen mittausviestin muuttamiseksi digitaaliseksi ja mittaustietojen esikäsittelemiseksi.
5. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen anturi, tunnettu siitä, että 30 suojakupu (4; 14; 24) on täytetty suojamassalla (5; 15; 25).
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen anturi, tunnettu siitä, että suojakupu (4; 14; 24) on kiinnitetty alustalevyyn (3; 13; 23) suojamassan (5; 15; 25) avulla. 105721
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI954345A FI105721B (fi) | 1995-09-15 | 1995-09-15 | Anturi kuormitusten mittaamiseksi |
EP96931074A EP0880673A1 (en) | 1995-09-15 | 1996-09-16 | Sensing element for measuring loads |
PCT/FI1996/000488 WO1997010486A1 (en) | 1995-09-15 | 1996-09-16 | Sensing element for measuring loads |
US09/029,998 US6082203A (en) | 1995-09-15 | 1996-09-16 | Sensing element for measuring loads |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI954345A FI105721B (fi) | 1995-09-15 | 1995-09-15 | Anturi kuormitusten mittaamiseksi |
FI954345 | 1995-09-15 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI954345A0 FI954345A0 (fi) | 1995-09-15 |
FI954345A FI954345A (fi) | 1997-03-16 |
FI105721B true FI105721B (fi) | 2000-09-29 |
Family
ID=8544029
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI954345A FI105721B (fi) | 1995-09-15 | 1995-09-15 | Anturi kuormitusten mittaamiseksi |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6082203A (fi) |
EP (1) | EP0880673A1 (fi) |
FI (1) | FI105721B (fi) |
WO (1) | WO1997010486A1 (fi) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2774858B1 (fr) * | 1998-02-18 | 2000-05-05 | Lucas Sa G | Dispositif d'assistance a l'usage des operateurs pour machines de distribution de produits alimentaires, du genre desileuses-melangeuses-distributrices |
FI107193B (fi) | 1999-06-03 | 2001-06-15 | Rouvari Oy R | Mittausanturi |
US7004040B2 (en) * | 2003-12-18 | 2006-02-28 | Avery Weigh-Tronix, Llc | Support structure for a load-bearing device |
ES2283159B1 (es) * | 2004-01-13 | 2008-08-16 | Miguel Luis Cabral Martin | Procedimiento de medida de la resistencia y fatiga en estructuras dinamicas, sometidas a deformacion y dispositivo de medicion para su puesta en practica. |
US7461560B2 (en) * | 2005-03-28 | 2008-12-09 | Microstrain, Inc. | Strain gauge with moisture barrier and self-testing circuit |
GB0428378D0 (en) * | 2004-12-24 | 2005-02-02 | Airbus Uk Ltd | Apparatus and method for measuring loads sustained by a bearing pin |
US7953559B2 (en) * | 2005-04-28 | 2011-05-31 | Caterpillar Inc. | Systems and methods for maintaining load histories |
US7487066B2 (en) * | 2005-04-28 | 2009-02-03 | Caterpillar Inc. | Classifying a work machine operation |
US7472599B2 (en) * | 2006-06-30 | 2009-01-06 | Caterpillar Inc. | Strain sensing device |
US7908928B2 (en) * | 2006-10-31 | 2011-03-22 | Caterpillar Inc. | Monitoring system |
GB0806918D0 (en) * | 2008-04-16 | 2008-05-21 | Airbus Uk Ltd | Method and apparatus for monitoring a structure |
CN102183202A (zh) * | 2011-03-31 | 2011-09-14 | 中国矿业大学 | 一种井壁变形传感器及其测试方法 |
JP6252444B2 (ja) * | 2014-11-21 | 2017-12-27 | アイシン精機株式会社 | 荷重検出装置 |
EP3379222B1 (en) | 2017-03-22 | 2020-12-30 | Methode Electronics Malta Ltd. | Magnetoelastic based sensor assembly |
US11084342B2 (en) | 2018-02-27 | 2021-08-10 | Methode Electronics, Inc. | Towing systems and methods using magnetic field sensing |
US11135882B2 (en) | 2018-02-27 | 2021-10-05 | Methode Electronics, Inc. | Towing systems and methods using magnetic field sensing |
US11014417B2 (en) | 2018-02-27 | 2021-05-25 | Methode Electronics, Inc. | Towing systems and methods using magnetic field sensing |
US11491832B2 (en) | 2018-02-27 | 2022-11-08 | Methode Electronics, Inc. | Towing systems and methods using magnetic field sensing |
US11221262B2 (en) | 2018-02-27 | 2022-01-11 | Methode Electronics, Inc. | Towing systems and methods using magnetic field sensing |
WO2019168565A1 (en) | 2018-02-27 | 2019-09-06 | Methode Electronics,Inc. | Towing systems and methods using magnetic field sensing |
DE102018216745B4 (de) * | 2018-09-28 | 2020-09-03 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Messeinrichtung zur Messung von Materialdehnungen |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3270554A (en) * | 1961-01-04 | 1966-09-06 | Bell Telephone Labor Inc | Diffused layer transducers |
GB1333167A (en) * | 1971-02-23 | 1973-10-10 | Peak Components Ltd | Strain measuremenet |
DE2351810A1 (de) * | 1973-10-16 | 1975-04-24 | Philips Patentverwaltung | Dehnungs-messwertaufnehmer |
US3986012A (en) * | 1974-05-02 | 1976-10-12 | Reliance Electric Company | Digital weight measuring and computing apparatus with automatic zero correction |
US3986254A (en) * | 1974-10-09 | 1976-10-19 | Consearch Ab | Encased strain gauge |
GB1530125A (en) * | 1974-11-27 | 1978-10-25 | Cl Instr Ltd | Axle load monitoring systems |
JPS5197457A (en) * | 1975-02-22 | 1976-08-27 | Yunitsutogata hizumigeeji | |
DE2901995A1 (de) * | 1979-01-19 | 1980-07-31 | Erich Brosa | Dehnungsmesser zum anschweissen |
US4375243A (en) * | 1981-03-30 | 1983-03-01 | Doll W Gary | Wide range high accuracy weighing and counting scale |
AU547838B2 (en) * | 1982-10-26 | 1985-11-07 | Ishida Koki Seisakusho K.K. | Load cell |
US4549439A (en) * | 1984-06-19 | 1985-10-29 | Colt Industries Operating Corp | Moistureproof load cell for food processing applications and method for making the same |
US5002141A (en) * | 1989-12-08 | 1991-03-26 | Toledo Scale Corporation | Vehicle weighing in motion apparatus and method |
FR2664458A1 (fr) * | 1990-07-06 | 1992-01-10 | Philips Electronique Lab | Table chauffante. |
US5442146A (en) * | 1992-04-03 | 1995-08-15 | Weigh-Tronix, Inc. | Counting scale and load cell assembly therefor |
US5313022A (en) * | 1992-11-12 | 1994-05-17 | Kistler-Morse Corporation | Load cell for weighing the contents of storage vessels |
FR2701317B1 (fr) * | 1993-02-09 | 1995-03-31 | Thomson Csf | Dispositif de mesure d'efforts exercés sur une pièce mécanique et procédé de fixation. |
-
1995
- 1995-09-15 FI FI954345A patent/FI105721B/fi not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-09-16 US US09/029,998 patent/US6082203A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-09-16 WO PCT/FI1996/000488 patent/WO1997010486A1/en not_active Application Discontinuation
- 1996-09-16 EP EP96931074A patent/EP0880673A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI954345A (fi) | 1997-03-16 |
EP0880673A1 (en) | 1998-12-02 |
US6082203A (en) | 2000-07-04 |
FI954345A0 (fi) | 1995-09-15 |
WO1997010486A1 (en) | 1997-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI105721B (fi) | Anturi kuormitusten mittaamiseksi | |
US8186232B2 (en) | Displacement sensor | |
US8264074B2 (en) | Device for use as dual-sided sensor package | |
US6272929B1 (en) | High pressure piezoresistive transducer suitable for use in hostile environments | |
US6612179B1 (en) | Method and apparatus for the determination of absolute pressure and differential pressure therefrom | |
US20070151357A1 (en) | Hermetically sealed displacement sensor apparatus | |
US5604363A (en) | Semiconductor pressure sensor with package | |
JPS63134929A (ja) | 多要素動力計 | |
US20100126782A1 (en) | Measurement of wheel and/or axle load of road vehicles | |
CN103855104A (zh) | 对湿气密封的半导体模块和用于其制造的方法 | |
US5209120A (en) | Semiconductor pressure-detecting apparatus | |
CA2738433A1 (en) | Printed circuit board for harsh environments | |
JP2001235485A (ja) | 加速度センサ | |
EP3358326B1 (en) | Dynamic quantity measuring apparatus | |
JP2022074049A (ja) | 加速度変換器 | |
WO2007020701A1 (ja) | 加速度センサ装置 | |
US4674342A (en) | Load cell | |
JP2010147227A (ja) | 電子デバイスパッケージ | |
JP2010025760A (ja) | 半導体センサ | |
JPS5817238Y2 (ja) | ロ−ドセルの防水装置 | |
JP2008542692A (ja) | 歪みゲージ | |
CN212609549U (zh) | 新型的mems压力传感器的封装结构 | |
CN215448266U (zh) | 一种mems压力传感器 | |
CN215439668U (zh) | 防水测压设备 | |
JPH0727785A (ja) | 加速度センサー |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: SAVCOR GROUP LIMITED Free format text: SAVCOR GROUP LIMITED |
|
MA | Patent expired |