FR2644889A1

FR2644889A1 - CALIBRATION MACHINE FOR FORCE SENSORS

Info

Publication number: FR2644889A1
Application number: FR9002632A
Authority: FR
Inventors: Klaus Havemann
Original assignee: ERICHSEN A M GmbH
Current assignee: ERICHSEN A M GmbH
Priority date: 1989-03-25
Filing date: 1990-03-02
Publication date: 1990-09-28
Anticipated expiration: 2010-03-02
Also published as: PT93537B; PT93537A; DE3909914C1; ES2021209A6; FR2644889B1

Abstract

Une machine d'étalonnage de capteurs de forces 12 est pourvue de poids 20 disposés en une pile en chaîne 19 et accouplables successivement au capteur de forces, d'un dispositif élévateur et abaisseur 10 pour les poids et d'une deuxième pile enchaînée 21 de poids accouplables 22 entourant concentriquement la première pile de poids. Pour réduire la dépense de fabrication et la hauteur de la machine, il est prévu que les poids supérieurs 25, 23 des deux piles 19, 21 soient enchaînés directement et que les poids 20, 22 des deux piles puissent être montés et descendus au moyen d'un dispositif élévateur et abaisseur unique 10.A force sensor calibration machine 12 is provided with weights 20 arranged in a chain stack 19 and which can be successively coupled to the force sensor, with a lifting and lowering device 10 for the weights and with a second linked stack 21 of couplable weights 22 concentrically surrounding the first stack of weights. To reduce the expense of manufacturing and the height of the machine, it is provided that the upper weights 25, 23 of the two stacks 19, 21 are directly linked and that the weights 20, 22 of the two stacks can be raised and lowered by means of '' a unique lifting and lowering device 10.

Description

La présente invention porte sur une machine d'étalonnage de capteurs deThe present invention relates to a sensor calibration machine of

forces comportant un transmetteur de charge, se raccordant au capteur de forces, pour des poids disposés en une pile en chaine et accouplables successivement, un dispositif élévateur et abaisseur des poids et une deuxième pile enchaînée de poids accoupables entourant concentriquement la première pile forces comprising a load transmitter, connected to the force sensor, for weights arranged in a chain stack and successively coupled, a lifting and lowering device and a second stack of stackable weights concentrically surrounding the first stack

de poids.weight.

Sur une machine d'étalonnage de ce type connue par le "PTB-Bericht Me-22, août 1978, pages 60 à 63", sont prévus des dispositifs élévateurs et abaisseurs distincts pour les deux piles de poids, la pile intérieure, en position de base, ayant seulement sa moitié inférieure entourée par la pile extérieure. Il en résulte, en particulier lorsque la machine doit être conçue pour une grande étendue de mesure, une dépense élevée de fabrication et une hauteur importante de celle-ci. Le problème a la base de l'invention était de créer une machine d'étalonnage utilisable sur une grande étendue de mesure qui se distingue de l'état de la technique par une dépense réduite de fabrication et une hauteur On a calibration machine of this type known from "PTB-Bericht Me-22, August 1978, pages 60 to 63", there are provided separate raising and lowering devices for the two weight stacks, the inner stack, in position basic, having only its lower half surrounded by the outer stack. As a result, particularly when the machine is to be designed for a large extent of measurement, a high manufacturing expense and a large height thereof. The problem underlying the invention was to create a calibration machine that can be used over a large measurement range which is distinguished from the state of the art by a reduced manufacturing expense and a height.

moindre.less.

A partir d'une machine d'étalonnage du type indiqué au début, l'invention propose pour résoudre ce problème que les poids supérieurs des deux piles soient enchainés directement, que le jeu d'enchaînement entre ces deux poids supérieurs soit supérieur à la somme des jeux élémentaires des poids de la première pile et que les poids des deux piles puissent être montés et descendus From a calibration machine of the type indicated at the beginning, the invention proposes to solve this problem that the upper weights of the two stacks are directly chained, that the play of linking between these two higher weights is greater than the sum elementary play of the weights of the first pile and that the weights of the two piles can be raised and lowered

au moyen d'un dispositif élévateur et abaisseur unique. by means of a single elevator and step-down device.

-2- Ces mesures permettent- de prévoir des piles de poids à peu près de la même hauteur et ainsi de réduire beaucoup la hauteur de la machine. Comme dans l'invention, il suffit d'un seul dispositif élévateur et abaisseur pour les deux piles, les dépenses de fabrication sont très réduites. Selon une réalisation préférée de l'invention, il peut être prévu que le jeu d'enchaînement entre les deux poids supérieurs soit supérieur d'environ un jeu élémentaire à la somme des jeux élémentaires des poids de la première pile et que la première pile de poids These measures make it possible to provide stacks of weights of about the same height and thus to reduce the height of the machine a great deal. As in the invention, all that is required is a single lifting and lowering device for the two batteries, the manufacturing costs are very small. According to a preferred embodiment of the invention, it can be provided that the linking game between the two upper weights is greater than about one elemental play to the sum of the elementary play of the weights of the first stack and that the first stack of weight

soit logée entièrement à l'intérieur de la deuxième. is housed entirely inside the second.

L'étroite limitation du jeu entre les deux poids supérieurs assure un déroulement uniforme d'un accouplement successif des poids y compris lors d'un passage à une deuxième pile. Le logement complet de la première pile de poids à l'intérieur de la deuxième The narrow limitation of the clearance between the two upper weights ensures a uniform progress of a successive coupling of the weights including when passing to a second stack. The complete housing of the first stack of weights inside the second

donne une optimisation en matière de faible hauteur. gives optimization in low height.

En complément de l'invention, il peut être prévu que le transmetteur de charge soit constitué d'une suspension réversible pour capteurs de forces de compression et de traction et d'un tirant joint au poids supérieur de la première pile qui sont réunis de manière démontable par un raccord autocentreur, et que la suspension réversible forme le premier échelon de charge. la machine est ainsi utilisable pour les capteurs de forces aussi bien de compression que de traction, et l'inclusion de la suspension réversible comme premier échelon de charge supprime la balance à tare autrement nécessaire pour la In addition to the invention, it may be provided that the load transmitter consists of a reversible suspension for compressive and tensile force sensors and a tie rod joined to the higher weight of the first stack which are joined together removable by a self-centering connection, and that the reversible suspension forms the first level of charge. the machine is thus usable for both compression and traction force sensors, and the inclusion of the reversible suspension as the first load step eliminates the tare balance otherwise necessary for the

neutralisation du poids de la suspension réversible. neutralization of the weight of the reversible suspension.

Selon une forme de réalisation, la suspension réversible peut s'appuyer par l'intermédiaire du capteur de- forces sur une traverse qui peut être montée et descendue au -3- moyen d'un dispositif moteur & vis, auquel cas, donc, le dispositif élévateur et abaisseur attaque d'en haut la According to one embodiment, the reversible suspension can be supported by means of the force sensor on a cross member which can be mounted and lowered by means of a driving device, in which case, therefore, the lift and step down device attack from above the

pile de poids.stack of weight.

Selon une' autre forme de réalisation, le dispositif élévateur et abaisseur peut être constitué d'une table élévatrice commune aux deux piles de poids qui peut exécuter une course au moins égale au jeu total According to another embodiment, the lifting and lowering device may consist of a lifting table common to the two stacks of weight which can execute a race at least equal to the total play.

d'enchaînement des deux piles de poids. sequence of two stacks of weight.

Dans les deux formes de réalisation précitées est avantageusement prévu un capteur de déplacements sans In the two aforementioned embodiments is advantageously provided a displacement sensor without

contact et ainsi sans réaction, par exemple optoélectro- contact and thus without reaction, for example optoelectronic

nique incrémentiel, qui sert à la mesure de la déformation en charge du capteur de forces et de la suspension réversible et selon lequel la course de la traverse ou de la table élévatrice est commandée postérieurement. D'autres formes de réalisation avantageuses de Incremental speed, which is used to measure the deformation in charge of the force sensor and the reversible suspension and in which the travel of the crossbar or the lift table is controlled later. Other advantageous embodiments of

l'invention sont indiquées dans les revendications the invention are indicated in the claims

secondaires. L'objet de l'invention est décrit en détail ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation représenté sur les dessins, sur lesquels: la fig. 1 est une vue de face d'une machine d'étalonnage avec piles de poids représentées en coupe verticale, la fig. 2 est une vue de gauche de la machine d'étalonnage de la fig. 1, la fig. 3 est une coupe verticale à plus grande échelle du raccord de centrage de la machine d'étalonnage, représenté dans le cercle III de la fig. 1 et -4- les fig. 4, 5 et 6 montrent ce raccord de centrage dans secondary. The object of the invention is described in detail below with the aid of an exemplary embodiment shown in the drawings, in which: FIG. 1 is a front view of a calibration machine with weight stacks shown in vertical section, FIG. 2 is a left view of the calibration machine of FIG. 1, fig. 3 is a vertical section on a larger scale of the centering connector of the calibration machine, shown in the circle III of FIG. 1 and 4; FIGS. 4, 5 and 6 show this centering connection in

trois positions de travail différentes. three different working positions.

La charpente de la machine d'étalonnage est constituée essentiellement de quatre colonnes 1 à 4 disposées en carré qui sont stabilisées par un cadre supérieur 5, un cadre médian 6 et un cadre inférieur 7, et de deux vis à circulation de billes 8, 9 placées la première entre les The frame of the calibration machine consists essentially of four columns 1 to 4 arranged in a square which are stabilized by an upper frame 5, a middle frame 6 and a lower frame 7, and two ball screws 8, 9 placed first between

colonnes 1 et 3 et la seconde entre les colonnes 2 et 4. columns 1 and 3 and the second between columns 2 and 4.

Les vis 8, 9 forment avec un moteur électrique à vitesse réglable et un système d'engrenage à faible jeu un dispositif élévateur et abaisseur 10 pour le déplacement d'une traverse 11 guidée par les colonnes 1 à 4. Sur la traverse 11 est posé un capteur de forces de compression 12 sur lequel s'appuie un transmetteur de charge 13 auquel peuvent être accouplés les poids de la machine d'étalonnage. Ce transmetteur de charge 13 est constitué d'une suspension réversible rectangulaire en forme de cadre 14 et d'un tirant 15 qui sont réunis de manière démontable par un raccord 16. La machine peut aussi être utilisée pour l'étalonnage d'un capteur de forces de traction, qu'on accroche entre les supports de serrage 17 prévus sur le dessous de la traverse 11 et les supports 18 prévus sur le côté inférieur du cadre de la The screws 8, 9 form with an adjustable speed electric motor and a low clearance gear system a lifting and lowering device 10 for the movement of a cross member 11 guided by the columns 1 to 4. On the crossbar 11 is placed a compression force sensor 12 on which relies a load transmitter 13 to which the weights of the calibration machine can be coupled. This load transmitter 13 consists of a rectangular reversible frame-shaped suspension 14 and a tie 15 which are removably joined by a connector 16. The machine can also be used for the calibration of a sensor. traction forces, which are suspended between the clamping supports 17 provided on the underside of the crosspiece 11 and the supports 18 provided on the lower side of the frame of the

suspension réversible 14.reversible suspension 14.

La machine d'étalonnage est équipée d'une pile 19 de poids en forme de disque cylindrique pleins 20 de différentes épaisseurs et d'une pile 21 de poids annulaires 22. Ces deux piles 19, 20 sont disposées concentriquement et la pile 19 est logée entièrement à l'intérieur de la pile extérieure 21. Les poids sont, à l'intérieur de leur pile, accouplés en chaîne de la manière habituelle avec un faible jeu élémentaire entre deux poids. Le disque annulaire supérieur 23 de la pile extérieur possède un trou central relativement petit 24 -S- par o passe le tirant 15 et qui est nettement plus petit que les poids en forme de disque 20 de la pile intérieure. Sur le poids supérieur 25 de la pile intérieure est placé, coaxialement avec le tirant 15, un anneau d'appui 26. Pour l'étalonnage du capteur de forces 12, la traverse 11 est montée au moyen du dispositif élévateur et abaisseur 10 et successivement, d'abord, les poids 20 de la pile intérieure en chaîne 19 sont accouplés au capteur de forces 12, et après soulèvement du poids inférieur de la pile intérieure 19 de sa base 27, le disque supérieur 25, la traverse 11 continuant de monter, rencontre le disque supérieur 23 de la pile extérieure, dont les poids sont ensuite accouplés également successivement au transmetteur de charge 13. Comme les poids supérieurs 25, 23 des deux piles sont enchaînés, il suffit d'un seul dispositif The calibration machine is equipped with a solid cylindrical disc-shaped pile 19 of different thicknesses and a stack 21 of annular weights 22. These two stacks 19, 20 are arranged concentrically and the stack 19 is housed. entirely inside the outer stack 21. The weights are, inside their pile, coupled in chain in the usual way with a weak elemental play between two weights. The upper annular disc 23 of the outer stack has a relatively small central hole 24 through which the tie rod 15 passes and which is significantly smaller than the disc-shaped weights of the inner stack. On the upper weight 25 of the inner pile is placed, coaxially with the tie rod 15, a support ring 26. For the calibration of the force sensor 12, the crossbar 11 is mounted by means of the lifting and lowering device 10 and successively firstly, the weights 20 of the inner chain stack 19 are coupled to the force sensor 12, and after raising the lower weight of the inner stack 19 of its base 27, the upper disc 25, the crosspiece 11 continuing to rise the upper disc 23 of the outer stack, whose weights are then successively coupled to the load transmitter 13. As the upper weights 25, 23 of the two stacks are chained together, only one device is required.

moteur pour l'accouplement des poids des deux piles. motor for coupling the weights of the two batteries.

Comme le montrent les fig. 2 à 6, le cadre réversible 14 porte sur une tige allonge inférieure centrale 28 un double cône 29 qui se raccorde à celle-ci par un épaulement annulaire 30. Ce double cône 29 est reçu avec jeu axial par un boîtier biconique de centrage qui est constituée de deux moitiés 32, 33 assemblées par des vis, la moitié inférieure 32 étant unie rigidement au As shown in figs. 2 to 6, the reversible frame 14 carries on a central lower extension rod 28 a double cone 29 which is connected thereto by an annular shoulder 30. This double cone 29 is received with axial clearance by a biconical centering housing which is consisting of two halves 32, 33 assembled by screws, the lower half 32 being rigidly connected to the

tirant 15.pulling 15.

La fig. 4 montre le cas o des poids de la pile 19 et/ou de la pile 21 sont accouplés, auquel cas le boitier de centrage 31 s'appuie par un collet intérieur supérieur 34 sur l'épaulement annulaire supérieur 30 du double Fig. 4 shows the case where the weights of the stack 19 and / or the stack 21 are coupled, in which case the centering box 31 is supported by an upper inner collar 34 on the upper annular shoulder 30 of the double

cône 29.cone 29.

La fig. 5 montre la situation par exemple au changement d'un capteur de forces 12. Le double cône 19 repose par son épaulement annulaire inférieur 35 sur le collet -6 - intérieur inférieur 36 du boîtier de centrage 31, de sorte que la suspension réversible entière est maintenue Fig. 5 shows the situation for example at the change of a force sensor 12. The double cone 19 rests by its lower annular shoulder 35 on the lower inner collar 36 of the centering housing 31, so that the entire reversible suspension is maintained

dans une position exactement centrée. in an exactly centered position.

La fig. 6 montre la position des éléments de raccord lors de la mesure avec un premier échelon de charge, ici formé seulement par la suspension réversible 14. Le double cône 29 est, par montée de la traverse 11, monté à l'intérieur du boîtier de centrage 31 de façon à ne Fig. 6 shows the position of the coupling elements during the measurement with a first level of charge, here formed only by the reversible suspension 14. The double cone 29 is, by mounting of the cross member 11, mounted inside the centering housing 31 so as not to

pas avoir de contact dans celui-ci.have no contact in this one.

Comme on le voit en outre sur la fig. 1, la machine d'étalonnage est pourvue d'un capteur de déplacements optoélectronique incrémentiel 37 pour la mesure de la déformation en charge du capteur de forces 12 et de la suspension réversible 14, la sortie de ce capteur 37 étant utilisée pour la commande postérieure de la course As can be seen further in FIG. 1, the calibration machine is provided with an incremental optoelectronic displacement sensor 37 for measuring the deformation in load of the force sensor 12 and the reversible suspension 14, the output of this sensor 37 being used for the subsequent control of the race

de la traverse 11.of the crossing 11.

-7 --7 -

Claims

claims

1. A force sensor calibration machine (12), comprising a load transmitter (13), joining to the force sensor, for weights (20) arranged in a linked stack (19) and successively coupled, a device elevator and buckler (10) for the weights, and a second chain stack (21) of adjustable weights (22) concentrically surrounding the first pile of weights (19), characterized by the fact that the higher weights (respectively 25 and 23 ) of the two stacks (19, 21) are chained directly, that the interplay between these two upper weights (23, 25) is greater than the sum of the elementary sets of weights (20) of the first stack (19) and that the weights (20, 22) of both piles can be mounted and lowered by means of

a single step up and down device (10).

2. Calibration machine according to claim 1, characterized in that the set of links between the two upper weights (23, 25) is greater than about one elemental play to the sum of the elementary play of the weights (20). of the first stack (19) and that the first stack of weights (19) is housed entirely

inside the second (21).

3. Calibration machine according to one of claims 1

and 2, characterized in that the load transmitter (13) consists of a reversible suspension (14) for compressive and tensile force sensors and a tie rod (15) joined to the higher weight (25) of the first battery (19) which are removably joined by a self-centering connection (16), and that the reversible suspension (14) forms the first step of

charge.

-8-

4. Calibration machine according to claim 3, characterized in that the upper weight (23) of the second stack (21) consists of an annular disc which is traversed by the tie rod (15) and whose opening center (24) is significantly smaller than the weights in the form of solid cylindrical discs (20)

from the first pile (19).

5. Calibration machine according to claim 4, characterized by a support ring (26) concentric with the tie rod (15) and placed on top of the weight

upper (25) of the first stack (19).

6. Calibration machine according to one of claims 3

at 5, characterized by the fact that the tie rod (15) receives at its upper end, in a biconical centering housing (31) and with axial clearance, a lower double cone of attachment (29) of the reversible suspension (14) .

7. Calibration machine according to one or more of the

claims 1 to 6, characterized in that the

reversible suspension (14) is supported by means of the force sensor (12) on a beam (11) which can be raised and lowered by means of a motor device

screw (8, 9, 10).

8. Calibration machine according to one or more of the

Claims 1 to 6, characterized in that the

raising and lowering device consists of a

lifting table common to both stacks of weight.

9. Calibration machine according to one or more of the

Claims 1 to 8, characterized by a sensor

displacements (37) acting without contact, and thus without reaction, for measuring the deformation in charge of the force sensor (12) and the reversible suspension (14), the output of this sensor (37) serving to the posterior control of the travel of the cross member (11) or the

lifting table.

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