JP2699095B2 - 測定装置 - Google Patents
測定装置Info
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/16—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
- G01L5/161—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in ohmic resistance
- G01L5/1627—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in ohmic resistance of strain gauges
Description
自動車を風洞実験するときに自動車が風圧で流される
力、即ち水平方向における荷重(X軸方向)、さらには
X軸方向に直交する方向における荷重(Y軸方向)の少
なくとも3分力及びこれらの軸の回りの各モーメントを
測定することのできる測定装置に関する。
いた測定装置としては、特開昭61-233324号公報や特開
昭62-42024号公報に記載のものが知られている。前者は
トラック等の車両の重量を測定するのみのものであり、
後者は水平方向の一方向(X軸方向)の荷重(車体重量
としてZ軸方向の荷重を測ることも可能)を測定するも
のである。
る2方向、即ちX軸方向とY軸方向とを同時に測定でき
るものではなかった。
おいて力の測定、力の制御等のニーズから、単一方向の
力ではなく発生する力のベクトル(入力方向と大きさ…
X、Y、Z成分)或いはモーメントのベクトル(X、
Y、Z軸回りのモーメント)等を測定する必要が高まっ
ている。
くともX、Y、Z軸方向の荷重とこれら3軸回りのモー
メントとを小型のもので、高精度に測定することがで
き、しかもこれらのうち少なくとも3成分を同時測定可
能とする測定装置を提供することを目的とする。
る受荷重板の対向する2辺と受荷重板を取囲む内枠の2
辺とを少なくとも4ヶ所の内側梁で連結し、内枠を取囲
む外枠の対向する2辺と内枠の2辺とを前記内側梁に交
叉する方向で少なくとも4ヶ所の外側梁で連結して受荷
重板及び内枠を外枠で支持し、内側梁及び外側梁の各直
交面毎に独立・分離して歪ゲージを設け、歪ゲージで検
出した各梁の歪量を電気的に処理増幅して検出測定する
ように構成した測定装置であって、前記受荷重板に対す
る鉛直方向即ちZ軸方向の荷重と、前記受荷重板の水平
方向で互いに直交し内側梁の支持方向をX軸、外側梁の
支持方向をY軸としたときのX,Y各軸方向の荷重と、並
びにX軸、Y軸、Z軸の各軸回りのモーメントとを、そ
れぞれ、内側梁及び外側梁の側面中央に設けた歪ゲージ
によってZ軸方向の荷重を、外側梁の側面両端に設けた
歪ゲージによってX軸方向の荷重を、内側梁の側面中央
に設けた歪ゲージによってY軸方向の荷重を、内側梁及
び外側梁の上面中央に設けた歪ゲージによってZ軸回り
のモーメントを、外側梁の上面両端に設けた歪ゲージに
よってX軸回りのモーメントを、内側梁の上面両端に設
けた歪ゲージによってY軸回りのモーメントを測定し、
その内少なくとも3分力を同時に測定可能とするように
構成したものである。
とも4つの内側梁で支持する内枠とこの内枠を少なくと
も4つの外側梁で支持する外枠を有し、内側梁及び外側
梁の直交する各面所定の個所に独立・分離して歪ゲージ
を設けることで、受荷重板に対する鉛直方向、即ちZ軸
方向と、受荷重板の水平方向における互いに直交するX
軸方向及びY軸方向との歪量及びこれらの軸の回りのモ
ーメントとを検出することができる。しかも水平方向に
おける2つの方向の荷重及び鉛直方向即ち重量とこれら
の軸の回りのモーメントとを測定することができる。ま
たこの発明では、歪ゲージが2重枠と受荷重板との間の
内側梁と外側梁にそれぞれ独立別個に分離されて配設さ
れているから、少なくともこれらの力の3成分を同時に
計測することも可能である。
説明する。
対向する2辺(互いに平行な2辺)と受荷重板1を取囲
む内枠2の2辺(内面の互いに平行な2辺)とを少なく
とも4ヶ所の内側梁3で連結してある。また、この内枠
2を取囲む外枠4の対向する2辺と内枠2の2辺とを前
記内側梁3に交叉する方向で少なくとも4ヶ所の外側梁
5で連結してある。この測定装置をセットしたとき、外
枠4の裏面が接地し、内枠2及び受荷重板1は浮いてい
る。即ち、外枠4で内枠2と受荷重板1を支持してい
る。また、各梁3、5は、荷重が加えられたときに撓む
ような構造と取付個所等の選択の下で設けられる。内側
梁3の上下面にはその両端に歪ゲージ6Aを設けると共
に、中央部に歪ゲージ6Bを設けてある。同様の歪ゲージ
6Bは外側梁5の上下面中央部にも設けてある。また、外
側梁5の上下面両端には歪ゲージ6Cを設けてある。ま
た、外側梁5の両側面には、第2図に示すようにその両
端に歪ゲージ6Dを設けると共に中央部に歪ゲージ6Eを設
けてある。さらに、内側梁3の両側面には、第3図に示
すようにその中央部に歪ゲージ6Eを設けると共に、両端
部に歪ゲージ6Fをそれぞれ設けてある。受荷重板1の水
平方向における一方向即ちX軸方向の荷重の測定は、歪
ゲージ6D即ち外側梁5の両側面両端に設けられた歪ゲー
ジ6Dで外側梁5の曲げ歪を検出する。また、水平方向に
おけるX軸方向と直交するY軸方向の荷重は、内側梁3
の両側面両端に設けた歪ゲージ6Fで曲げ歪を検出する。
受荷重板1に対する鉛直方向即ちZ軸方向の荷重は、内
側梁3及び外側梁5のそれぞれの側面中央に設けた歪ゲ
ージ6Eで剪断歪を検出する。さらに、X軸回りのモーメ
ント即ちMxモーメントは、外側梁5の上下面両端に設け
た歪ゲージ6Cにより曲げ歪を検出することにより測定す
る。Y軸回りのモーメント即ちMYモーメントは、内側梁
3の上下面両端に設けた歪ゲージ6Aにより曲げ歪を検出
することにより測定する。Z軸回りのモーメント即ちMZ
モーメントは、歪ゲージ6Bにより剪断歪を検出して測定
する。
びにX軸回りとY軸回りのモーメント検出用のブリッジ
結線図の一例を示すものであり、第5図はZ軸方向の荷
重とZ軸回りのモーメント検出用の歪ゲージのブリッジ
結線図の一例を示すものである。歪ゲージ6A乃至6Fの組
合せ方やブリッジの組み方は種々の公知例を採用し得る
ことは勿論である。また、剪断歪、曲げ歪いずれでも各
軸方向の荷重を測定することは可能である。
計測する場合、4つの内側梁3の側面中央に設けた合計
8つの歪ゲージ6Eと外側梁5の側面の中央に設けた合計
8つの歪ゲージ6Eを用いる。この歪ゲージ6E、6Eの抵抗
はそれぞれ荷重方向に対して45°を成し、一定の電圧が
歪ゲージ6Eに印加されていて受荷重板1にZ軸方向の荷
重が作用すると、歪ゲージ6Eから出力される電圧の総和
の平均値が増幅器(図示せず)で増幅されて出力され、
これを適当な表示器等で表示するようになっている。X
軸方向やY軸方向における荷重の測定もZ軸方向と同様
に行うことができる。また、それぞれの軸回りのモーメ
ントの測定も同様に行うことができる。
2、外枠4を内側梁3、外側梁5で連結した一体板状構
造物に構成することができる。この一体板状構造物の材
料としては、鉄板、アルミニウム、ジュラルミン、セラ
ミック、プラスチック等の材料が使用可能である。ま
た、装置全体としての最大高さは5cm程度で済み、重量
も使用する材料にもよるが極めて軽量に構成することが
できる。さらに、内側梁3や外側梁5はそれぞれ4つ以
上あっても良く、歪ゲージ6A乃至6Fはさらに個数を増や
すことも可能である。
られ、先に従来技術として説明した歪ゲージを用いた測
定装置と同様の使用も勿論可能である。また、特開昭61
-233324号公報に記載の如く受荷重板1が周囲部分即ち
内枠2及び外枠4を覆うようにオーバーハング形状に形
成することもできる。
これらの軸回りのモーメントの6分力を測定できるよう
に構成したが、歪ゲージ6A〜6Fの選択により少なくとも
3分力を測定できる装置を構成することができる。
軸の各方向のそれぞれの荷重、さらにX軸回り、Y軸回
り、Z軸回りの各モーメントを内外枠と受荷重板との間
の各梁の直交面に分離・独立して設けた各歪ゲージでそ
れぞれ測定することができ、しかもこれらの力の少なく
とも3成分を同時に測定可能としたから、極めて広範囲
で利用することができる。さらにこの発明によれば、梁
に高荷重を受けるときに両端での歪みが大きく、中央部
で歪みが小さいことを利用して、高荷重を浮けるZ軸方
向の荷重やモーメントを梁の中央部に設けた歪ゲージで
測定し、僅かな歪みを測定するX、Y軸方向の荷重やモ
ーメントを梁の両端に設けた歪ゲージで測定するから、
小型であっても精度の高いものが得られる。
図は第1図II-II線断面図、第3図は第1図III-III線断
面図、第4図及び第5図は歪ゲージのブリッジ結線図の
一例をそれぞれ示す図である。 1……受荷重板、2……内枠、3……内側梁、4……外
枠、5……外側梁、6A乃至6F……歪ゲージ。
Claims (1)
- 【請求項1】加重がかかる受荷重板(1)の対向する2
辺と前記受荷重板(1)を取囲む内枠(2)の2辺とを
少なくとも4ヶ所の内側梁(3)で連結し、前記内枠
(2)を取り囲む外枠(4)の対向する2辺と内枠
(2)の2辺とを前記内側梁(3)に交叉する方向で少
なくとも4ヶ所の外側梁(5)で連結して受荷重板
(1)及び内枠(2)を外側で支持し、前記内側梁
(3)及び外側梁(5)の各直交面毎に独立・分離して
歪ゲージ(6A〜6F)を設け、これらの歪ゲージ(6A〜6
F)で検出した各梁の歪量を電気的に処理増幅して検出
測定するように構成した測定装置であって、 前記受荷重板(1)に対する鉛直方向即ちZ軸方向の荷
重と、前記受荷重板(1)の水平方向で互いに直交し内
側梁(3)の支持方向をX軸、外側梁(5)の支持方向
をY軸としたときのX,Y各軸方向の荷重と、並びにX
軸、Y軸、Z軸の各軸回りのモーメントとを、それぞ
れ、 内側梁及び外側梁の側面中央に設けた歪ゲージによって
Z軸方向の荷重を、 外側梁の側面両端に設けた歪ゲージによってX軸方向の
荷重を、 内側梁の側面中央に設けた歪ゲージによってY軸方向の
荷重を、 内側梁及び外側梁の上面中央に設けた歪ゲージによって
Z軸回りのモーメントを、 外側梁の上面両端に設けた歪ゲージによってX軸回りの
モーメントを、 内側梁の上面両端に設けた歪ゲージによってY軸回りの
モーメントを測定し、 その内少なくとも3分力を同時に測定可能とするように
構成した測定装置。
Priority Applications (3)
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JP63319971A JP2699095B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 測定装置 |
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