JP3177364B2 - ２方向応力同時測定用プローブ - Google Patents
２方向応力同時測定用プローブInfo
- Publication number
- JP3177364B2 JP3177364B2 JP29403393A JP29403393A JP3177364B2 JP 3177364 B2 JP3177364 B2 JP 3177364B2 JP 29403393 A JP29403393 A JP 29403393A JP 29403393 A JP29403393 A JP 29403393A JP 3177364 B2 JP3177364 B2 JP 3177364B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inner cylinder
- stress
- elastic plate
- probe
- strain gauge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Measurement Of Force In General (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、粉体容器などの設計の
際に用いられる応力測定用プローブに関するもので、特
に、垂直応力と剪断応力とを同時に測定することのでき
る２方向応力同時測定用プローブに関するものである。
際に用いられる応力測定用プローブに関するもので、特
に、垂直応力と剪断応力とを同時に測定することのでき
る２方向応力同時測定用プローブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】粉体容器や粉体輸送管などの壁面には、
静圧のほかに、粉体の運動に伴う摩擦力が作用する。し
たがって、粉体容器などの設計に際しては、粉体によっ
てその壁面に加えられる垂直応力と剪断応力とをそれぞ
れ測定することが必要となる。そこで、そのような応力
を測定し得るプローブの開発が試みられている。
静圧のほかに、粉体の運動に伴う摩擦力が作用する。し
たがって、粉体容器などの設計に際しては、粉体によっ
てその壁面に加えられる垂直応力と剪断応力とをそれぞ
れ測定することが必要となる。そこで、そのような応力
を測定し得るプローブの開発が試みられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、垂直応
力と剪断応力とを独立して同時に測定することのできる
プローブは、いまだ実用化されていない。本発明は、こ
のような実情に鑑みてなされたものであって、その目的
は、粉体などによって壁面に加えられる垂直応力と剪断
応力とを同時に、かつ互いに独立して測定することので
きる２方向応力同時測定用プローブを得ることである。
力と剪断応力とを独立して同時に測定することのできる
プローブは、いまだ実用化されていない。本発明は、こ
のような実情に鑑みてなされたものであって、その目的
は、粉体などによって壁面に加えられる垂直応力と剪断
応力とを同時に、かつ互いに独立して測定することので
きる２方向応力同時測定用プローブを得ることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明では、内筒と外筒とからなる二重構造の筒体
によってプローブを構成するようにしている。その内筒
及び外筒は、それらの先端面が同一面となるようにして
配置される。また、内筒は、その中心軸線に直交する支
持軸を介して外筒により揺動自在に支持される。内筒の
先端面は中心軸線に垂直とされ、その先端面に、受圧面
を構成する第１弾性板が固着される。一方、内筒の受圧
面とは反対側の端面と外筒の内面との間には、内筒の揺
動に伴って変形する第２弾性板が取り付けられる。そし
て、第１弾性板の背面に垂直応力検出用歪ゲージが接着
され、第２弾性板に剪断応力検出用歪ゲージが接着され
る。内筒の先端と外筒の先端との間には柔軟なフィルム
を貼り付け、それら内筒と外筒との間の隙間が閉塞され
るようにすることが望ましい。好ましくは、垂直応力検
出用歪ゲージとしてダイヤフラム型の歪ゲージが用いら
れる。その場合には、剪断応力検出用歪ゲージも２個と
し、他の２個の固定抵抗とともにブリッジ回路を構成す
るようにする。
に、本発明では、内筒と外筒とからなる二重構造の筒体
によってプローブを構成するようにしている。その内筒
及び外筒は、それらの先端面が同一面となるようにして
配置される。また、内筒は、その中心軸線に直交する支
持軸を介して外筒により揺動自在に支持される。内筒の
先端面は中心軸線に垂直とされ、その先端面に、受圧面
を構成する第１弾性板が固着される。一方、内筒の受圧
面とは反対側の端面と外筒の内面との間には、内筒の揺
動に伴って変形する第２弾性板が取り付けられる。そし
て、第１弾性板の背面に垂直応力検出用歪ゲージが接着
され、第２弾性板に剪断応力検出用歪ゲージが接着され
る。内筒の先端と外筒の先端との間には柔軟なフィルム
を貼り付け、それら内筒と外筒との間の隙間が閉塞され
るようにすることが望ましい。好ましくは、垂直応力検
出用歪ゲージとしてダイヤフラム型の歪ゲージが用いら
れる。その場合には、剪断応力検出用歪ゲージも２個と
し、他の２個の固定抵抗とともにブリッジ回路を構成す
るようにする。
【０００５】
【作用】このように構成されたプローブにおいては、内
筒の先端の受圧面に垂直応力が作用すると、その受圧面
を構成する第１弾性板が変形し、その歪が垂直応力検出
用歪ゲージによって検出される。その場合、内筒に加わ
る軸線方向の力はその内筒を回転自在に支持する支持軸
によって受け止められるので、剪断応力検出用歪ゲージ
に影響が及ぼされることはない。また、受圧面に剪断応
力が加わると、内筒がその支持軸を中心としてわずかに
回転し、反対側の端面と外筒との間に取り付けられてい
る第２弾性板が変形する。そして、その歪が剪断応力検
出用歪ゲージによって検出される。その場合、受圧面に
剪断応力のみが加わったとすると、第１弾性板は変形し
ないので、垂直応力検出用歪ゲージは反応しない。こう
して、このプローブにより、垂直応力と剪断応力とが互
いに干渉することなくそれぞれ独立して検出される。
筒の先端の受圧面に垂直応力が作用すると、その受圧面
を構成する第１弾性板が変形し、その歪が垂直応力検出
用歪ゲージによって検出される。その場合、内筒に加わ
る軸線方向の力はその内筒を回転自在に支持する支持軸
によって受け止められるので、剪断応力検出用歪ゲージ
に影響が及ぼされることはない。また、受圧面に剪断応
力が加わると、内筒がその支持軸を中心としてわずかに
回転し、反対側の端面と外筒との間に取り付けられてい
る第２弾性板が変形する。そして、その歪が剪断応力検
出用歪ゲージによって検出される。その場合、受圧面に
剪断応力のみが加わったとすると、第１弾性板は変形し
ないので、垂直応力検出用歪ゲージは反応しない。こう
して、このプローブにより、垂直応力と剪断応力とが互
いに干渉することなくそれぞれ独立して検出される。
【０００６】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図中、図１及び図２は本発明による２方向応力同時
測定用プローブの一実施例を示すもので、図１はその切
り欠き斜視図であり、図２はその水平断面図である。こ
れらの図から明らかなように、この２方向応力同時測定
用プローブ１は、円筒状の内筒２と、その外周側に小さ
な間隔を置いて配置される円筒状の外筒３とを備えてい
る。これら内筒２及び外筒３は、その先端面がその各中
心軸線に垂直とされ、それらの先端面が同一面となるよ
うにしてほぼ同心状に配置されている。内筒２には、そ
の軸線方向のほぼ中央部における一つの直径の両端にボ
ールベアリング４，４が固着されており、そのベアリン
グ４，４に支持軸５が挿通されている。その支持軸５の
両端は外筒３に固定支持されている。こうして、内筒２
は、その中心軸線に垂直な支持軸５のまわりに揺動自在
とされている。内筒２の先端と外筒３の先端との間には
柔軟なフィルム６が貼り付けられており、内筒２の揺動
を許容するために設けられる外筒３との間の隙間を閉塞
しながら、内筒２に適度の自由度を与えるようにされて
いる。
る。図中、図１及び図２は本発明による２方向応力同時
測定用プローブの一実施例を示すもので、図１はその切
り欠き斜視図であり、図２はその水平断面図である。こ
れらの図から明らかなように、この２方向応力同時測定
用プローブ１は、円筒状の内筒２と、その外周側に小さ
な間隔を置いて配置される円筒状の外筒３とを備えてい
る。これら内筒２及び外筒３は、その先端面がその各中
心軸線に垂直とされ、それらの先端面が同一面となるよ
うにしてほぼ同心状に配置されている。内筒２には、そ
の軸線方向のほぼ中央部における一つの直径の両端にボ
ールベアリング４，４が固着されており、そのベアリン
グ４，４に支持軸５が挿通されている。その支持軸５の
両端は外筒３に固定支持されている。こうして、内筒２
は、その中心軸線に垂直な支持軸５のまわりに揺動自在
とされている。内筒２の先端と外筒３の先端との間には
柔軟なフィルム６が貼り付けられており、内筒２の揺動
を許容するために設けられる外筒３との間の隙間を閉塞
しながら、内筒２に適度の自由度を与えるようにされて
いる。
【０００７】内筒２の先端面には、厚さ０．２mm程度の
薄い銅板からなる円形の第１弾性板７が取り付けられて
いる。そして、その弾性板７の背面に、垂直応力検出用
の歪ゲージ８が接着されている。その歪ゲージ８はダイ
ヤフラム型のもので、弾性板７が変形したときその歪に
応じた電気信号を出力するようにされている。一方、内
筒２の後端面には、同様の銅板からなるＴ字形の第２弾
性板９が、その頂部が支持軸５にほぼ平行となるように
して取り付けられている。その弾性板９の脚部先端は外
筒３の内面に接着されている。こうして、内筒２が支持
軸５のまわりに揺動するときには、その第２弾性板９が
変形するようにされている。第２弾性板９には、その変
形歪を検出する剪断応力検出用歪ゲージ１０が２個接着
されている。それらの歪ゲージ１０，１０は、同じ抵抗
値の２個の固定抵抗（図示せず）とともにブリッジ回路
を構成するようにされている。
薄い銅板からなる円形の第１弾性板７が取り付けられて
いる。そして、その弾性板７の背面に、垂直応力検出用
の歪ゲージ８が接着されている。その歪ゲージ８はダイ
ヤフラム型のもので、弾性板７が変形したときその歪に
応じた電気信号を出力するようにされている。一方、内
筒２の後端面には、同様の銅板からなるＴ字形の第２弾
性板９が、その頂部が支持軸５にほぼ平行となるように
して取り付けられている。その弾性板９の脚部先端は外
筒３の内面に接着されている。こうして、内筒２が支持
軸５のまわりに揺動するときには、その第２弾性板９が
変形するようにされている。第２弾性板９には、その変
形歪を検出する剪断応力検出用歪ゲージ１０が２個接着
されている。それらの歪ゲージ１０，１０は、同じ抵抗
値の２個の固定抵抗（図示せず）とともにブリッジ回路
を構成するようにされている。
【０００８】次に、このように構成された２方向応力同
時測定用プローブ１の作用について説明する。このプロ
ーブ１を用いて壁面に作用する応力を測定するときに
は、内筒２の先端面に取り付けられている第１弾性板７
によって構成される受圧面がその壁面と同一面となり、
内筒２の揺動方向が測定しようとする剪断応力の方向と
一致するようにして、プローブ１を壁面に固定する。そ
のように取り付けられたプローブ１に垂直応力が加わっ
たときには、受圧面をなす第１弾性板７が変形し、その
歪が垂直応力検出用歪ゲージ８により電気信号として取
り出される。こうして、壁面に作用する垂直応力が測定
される。その場合、内筒２には軸線方向の力が加わる
が、その力は内筒２を揺動自在に支持する支持軸５によ
って受け止められるので、第２弾性板９が変形するには
至らない。したがって、剪断応力検出用歪ゲージ１０の
出力に影響が及ぼされることはない。また、測定壁面に
剪断応力が作用すると、プローブ１の内筒２がその支持
軸５を中心としてわずかに揺動する。したがって、内筒
２の後端面と外筒３の内面との間に取り付けられている
第２弾性板９が変形し、その歪が剪断応力検出用歪ゲー
ジ１０により電気信号として取り出される。こうして、
壁面に作用する剪断応力が測定される。粉体による剪断
応力は摩擦力として壁面に作用するので、内筒２の受圧
面に剪断応力のみが加わることはあり得ないが、もし剪
断応力のみが加わったとすると、それに平行な第１弾性
板７は変形しないので、垂直応力検出用歪ゲージ８は反
応しない。このようにして、このプローブ１により、垂
直応力と剪断応力とが同時に、かつ互いに独立して測定
される。
時測定用プローブ１の作用について説明する。このプロ
ーブ１を用いて壁面に作用する応力を測定するときに
は、内筒２の先端面に取り付けられている第１弾性板７
によって構成される受圧面がその壁面と同一面となり、
内筒２の揺動方向が測定しようとする剪断応力の方向と
一致するようにして、プローブ１を壁面に固定する。そ
のように取り付けられたプローブ１に垂直応力が加わっ
たときには、受圧面をなす第１弾性板７が変形し、その
歪が垂直応力検出用歪ゲージ８により電気信号として取
り出される。こうして、壁面に作用する垂直応力が測定
される。その場合、内筒２には軸線方向の力が加わる
が、その力は内筒２を揺動自在に支持する支持軸５によ
って受け止められるので、第２弾性板９が変形するには
至らない。したがって、剪断応力検出用歪ゲージ１０の
出力に影響が及ぼされることはない。また、測定壁面に
剪断応力が作用すると、プローブ１の内筒２がその支持
軸５を中心としてわずかに揺動する。したがって、内筒
２の後端面と外筒３の内面との間に取り付けられている
第２弾性板９が変形し、その歪が剪断応力検出用歪ゲー
ジ１０により電気信号として取り出される。こうして、
壁面に作用する剪断応力が測定される。粉体による剪断
応力は摩擦力として壁面に作用するので、内筒２の受圧
面に剪断応力のみが加わることはあり得ないが、もし剪
断応力のみが加わったとすると、それに平行な第１弾性
板７は変形しないので、垂直応力検出用歪ゲージ８は反
応しない。このようにして、このプローブ１により、垂
直応力と剪断応力とが同時に、かつ互いに独立して測定
される。
【０００９】垂直応力検出用歪ゲージ８として用いられ
るダイヤフラム型の歪ゲージはそれ自体がブリッジ回路
を構成している。また、剪断応力検出用歪ゲージ１０は
２個設けられ、同じ抵抗値の他の２個の固定抵抗ととも
にブリッジ回路を組むようにされている。したがって、
歪ゲージ自体の温度変化による測定誤差は補償される。
さらに、内筒２の先端と外筒３の先端との間にフィルム
６が貼り付けられているので、それら内筒２及び外筒３
間の隙間に粉体等が入り込んで内筒２の揺動を妨げるこ
とが防止される。したがって、正確な応力測定が可能と
なる。
るダイヤフラム型の歪ゲージはそれ自体がブリッジ回路
を構成している。また、剪断応力検出用歪ゲージ１０は
２個設けられ、同じ抵抗値の他の２個の固定抵抗ととも
にブリッジ回路を組むようにされている。したがって、
歪ゲージ自体の温度変化による測定誤差は補償される。
さらに、内筒２の先端と外筒３の先端との間にフィルム
６が貼り付けられているので、それら内筒２及び外筒３
間の隙間に粉体等が入り込んで内筒２の揺動を妨げるこ
とが防止される。したがって、正確な応力測定が可能と
なる。
【００１０】上述のように、このプローブ１において
は、構造的には垂直応力と剪断応力との干渉は起こらな
い。その干渉の有無を実際に確認するために、プローブ
１を試作し、垂直応力と剪断応力との検定を行った。プ
ローブ１の垂直検定は、内筒２の受圧面に静水圧をかけ
ることによって行った。また、剪断検定は、内筒２の受
圧面に軽い糸を付け、その先端に分銅を吊り下げること
によって行った。その結果を図３及び図４に示す。図３
は垂直応力の検定において現れた剪断応力の影響を示す
ものであり、図４は剪断応力の検定において現れた垂直
応力の影響を示すものである。この結果から、どちらの
干渉も極めて小さく、このプローブ１が十分に使用可能
であることがわかる。
は、構造的には垂直応力と剪断応力との干渉は起こらな
い。その干渉の有無を実際に確認するために、プローブ
１を試作し、垂直応力と剪断応力との検定を行った。プ
ローブ１の垂直検定は、内筒２の受圧面に静水圧をかけ
ることによって行った。また、剪断検定は、内筒２の受
圧面に軽い糸を付け、その先端に分銅を吊り下げること
によって行った。その結果を図３及び図４に示す。図３
は垂直応力の検定において現れた剪断応力の影響を示す
ものであり、図４は剪断応力の検定において現れた垂直
応力の影響を示すものである。この結果から、どちらの
干渉も極めて小さく、このプローブ１が十分に使用可能
であることがわかる。
【００１１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、内筒の先端面で垂直応力を検出し、反対側で
剪断応力を検出するようにしているので、その２方向応
力を、互いに干渉し合うことなく独立して、しかも同時
に測定することが可能となる。したがって、実際装置で
の摩擦係数やヤンセンの係数なども求めることができる
ようになり、粉体技術の発展に大きく貢献することが期
待される。
によれば、内筒の先端面で垂直応力を検出し、反対側で
剪断応力を検出するようにしているので、その２方向応
力を、互いに干渉し合うことなく独立して、しかも同時
に測定することが可能となる。したがって、実際装置で
の摩擦係数やヤンセンの係数なども求めることができる
ようになり、粉体技術の発展に大きく貢献することが期
待される。
【図１】本発明による２方向応力同時測定用プローブの
一実施例を示す切り欠き斜視図である。
一実施例を示す切り欠き斜視図である。
【図２】そのプローブの水平断面図である。
【図３】そのプローブによる実験結果を示すグラフであ
る。
る。
【図４】そのプローブによる他の実験結果を示すグラフ
である。
である。
１ ２方向応力同時測定用プローブ ２ 内筒 ３ 外筒 ５ 支持軸 ６ フィルム ７ 第１弾性板 ８ 垂直応力検出用歪ゲージ ９ 第２弾性板 １０ 剪断応力検出用歪ゲージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 5/16 G01L 9/00
Claims (3)
- 【請求項１】 中心軸線に垂直な先端面に、受圧面を構
成する第１弾性板が固着されている内筒と、 その内筒の外周側に、その先端面が前記内筒の先端面と
ほぼ同一面となるようにして配置され、前記内筒の中心
軸線に直交する支持軸によりその内筒を揺動自在に支持
する外筒と、 その外筒の内面と前記内筒の受圧面とは反対側の端面と
の間に取り付けられ、前記内筒の揺動に伴って変形する
第２弾性板と、を備え、 前記第１弾性板の背面に垂直応力検出用歪ゲージが接着
されるとともに、前記第２弾性板に剪断応力検出用歪ゲ
ージが接着されていることを特徴とする、 ２方向応力同時測定用プローブ。 - 【請求項２】 前記内筒と外筒との間の隙間が、それら
内筒及び外筒の先端間に貼り付けられる柔軟なフィルム
によって閉塞されていることを特徴とする、 請求項１記載の２方向応力同時測定用プローブ。 - 【請求項３】 前記垂直応力検出用歪ゲージとしてダイ
ヤフラム型の歪ゲージが用いられるとともに、 前記剪断応力検出用歪ゲージが２個設けられ、２個の固
定抵抗とともにブリッジ回路を構成するようにされてい
る、 請求項１又は２記載の２方向応力同時測定用プローブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29403393A JP3177364B2 (ja) | 1993-10-30 | 1993-10-30 | ２方向応力同時測定用プローブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29403393A JP3177364B2 (ja) | 1993-10-30 | 1993-10-30 | ２方向応力同時測定用プローブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07128166A JPH07128166A (ja) | 1995-05-19 |
| JP3177364B2 true JP3177364B2 (ja) | 2001-06-18 |
Family
ID=17802400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29403393A Expired - Fee Related JP3177364B2 (ja) | 1993-10-30 | 1993-10-30 | ２方向応力同時測定用プローブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3177364B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100368524B1 (ko) * | 2001-01-04 | 2003-01-29 | 주식회사 이제이텍 | 센서 보호박스를 구비한 진동현식 쇼크리트 응력계 |
| US7685886B2 (en) | 2003-12-26 | 2010-03-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Convexo concave amplifying device and convexo concave detecting method by use thereof, deformation sensing device and convexo concave detecting method by use thereof, and convexo concave position exhibiting device and convexo concave position exhibiting method |
| CN103590431B (zh) * | 2013-11-11 | 2015-06-17 | 河海大学 | 一种可循环利用的智能化轴力仪 |
-
1993
- 1993-10-30 JP JP29403393A patent/JP3177364B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07128166A (ja) | 1995-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH08297011A (ja) | 媒体までの距離及びその媒体の物理的性質を測定するためのセンサおよび方法 | |
| US4616511A (en) | Tactile sensor | |
| JP2009537771A (ja) | 平行移動可能な全方向回転部を備えた弾性継手及び弾性継手によって改善された力及びモーメントセンサ | |
| JP2009537771A5 (ja) | ||
| EP0543846B1 (en) | Blast gauge | |
| JPH07190865A (ja) | 圧力、力及びモーメントの測定装置 | |
| WO1999017087A1 (en) | Torsional sensing load cell | |
| JP2017096445A (ja) | センサ付き転がり軸受 | |
| JP2581820B2 (ja) | ３次元触覚センサ | |
| JP3177364B2 (ja) | ２方向応力同時測定用プローブ | |
| JPH02502940A (ja) | 部品の直線的寸法をチェックする装置 | |
| US6363035B1 (en) | Seismic sensor having two symmetrical leaf springs and a method for detecting seismic movement | |
| CN208488197U (zh) | 一种受力构件及带有该受力构件的应变传感器 | |
| JPH11264779A (ja) | トルク・スラスト検出装置 | |
| JP3666622B2 (ja) | 荷重検出装置 | |
| JP2651378B2 (ja) | 荷重計測装置 | |
| JPH0550694B2 (ja) | ||
| JP2010139477A (ja) | センサの取付構造 | |
| JP2000509147A (ja) | サンドイッチ構造体のコア部における剪断を測定するための装置 | |
| JPH04268426A (ja) | ひずみゲージ素子 | |
| JPH067053B2 (ja) | 姿勢センサ | |
| US3201998A (en) | Space sensing device | |
| JP2929731B2 (ja) | カルマン渦流量計及びその製造方法 | |
| US4122906A (en) | Load coupling device | |
| JP3999366B2 (ja) | 配管勾配測定器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |