JPH01100429A - ロードセル - Google Patents
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- JPH01100429A JPH01100429A JP63224855A JP22485588A JPH01100429A JP H01100429 A JPH01100429 A JP H01100429A JP 63224855 A JP63224855 A JP 63224855A JP 22485588 A JP22485588 A JP 22485588A JP H01100429 A JPH01100429 A JP H01100429A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G3/00—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances
- G01G3/12—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing
- G01G3/14—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing measuring variations of electrical resistance
- G01G3/1402—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
- G01G3/1408—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being of the column type, e.g. cylindric
-
- 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
- G01L1/2218—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being of the column type, e.g. cylindric, adapted for measuring a force along a single direction
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Measurement Of Force In General (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、力の方向に直交する方向に延在する開口を有
する変形可能部材を具え、前記開口の断面に相当し、開
口の軸線に直交する少なくとも１個のディスク状壁によ
り開口を閉鎖し、前記壁に薄膜技術により堆積させる歪
みゲージを収容させた特に計量装置のためのロードセル
に関するものである。
する変形可能部材を具え、前記開口の断面に相当し、開
口の軸線に直交する少なくとも１個のディスク状壁によ
り開口を閉鎖し、前記壁に薄膜技術により堆積させる歪
みゲージを収容させた特に計量装置のためのロードセル
に関するものである。
このような計量装置のためのロードセルは、ヨーロッパ
特許第１０５５６４号に記載されている。従来技術のロ
ードセルは被圧縮荷重部材としての円筒形の変形可能部
材を有し、この部材において力の方向に直交する貫通孔
を設けている。貫通孔の軸線に直交するディスク状の壁
をこの貫通孔に同心状に溶着する。歪みゲージを薄膜技
術により壁土に堆積させる。゛貫通孔に直交する方向に
力が作用するとき、壁は加わる力の方向に圧縮されると
ともに力の方向に直交する方向に膨らむ。この圧縮およ
び膨張により歪みゲージの抵抗を変化させる。
特許第１０５５６４号に記載されている。従来技術のロ
ードセルは被圧縮荷重部材としての円筒形の変形可能部
材を有し、この部材において力の方向に直交する貫通孔
を設けている。貫通孔の軸線に直交するディスク状の壁
をこの貫通孔に同心状に溶着する。歪みゲージを薄膜技
術により壁土に堆積させる。゛貫通孔に直交する方向に
力が作用するとき、壁は加わる力の方向に圧縮されると
ともに力の方向に直交する方向に膨らむ。この圧縮およ
び膨張により歪みゲージの抵抗を変化させる。
ディスク状壁を貫通孔の中心位置に配置することは、貫
通孔内での溶着点にアクセスするのが困難であるため複
雑になる。更に、薄膜技術で堆積させる歪みゲージは湿
気に敏感であるため歪みゲージをカバーすることにより
腐食から保護しなければならない。
通孔内での溶着点にアクセスするのが困難であるため複
雑になる。更に、薄膜技術で堆積させる歪みゲージは湿
気に敏感であるため歪みゲージをカバーすることにより
腐食から保護しなければならない。
本発明の目的は、壁を開口に簡単に取付けることができ
、壁に設ける歪みゲージがカバーを設ける必要なく腐食
から保護することができるロードセルを得るにある。
、壁に設ける歪みゲージがカバーを設ける必要なく腐食
から保護することができるロードセルを得るにある。
この目的を達成するため、本発明ロードセルは、前記変
形可能部材を互いに溶着する２個のサブ部材により形成
し、これらサブ部材は前記開口の軸線に直交する平面上
に存在させ、前記開口を完全に閉鎖する壁を各サブ部材
の開口に設け、少なくとも１個の壁の内側面に歪みゲー
ジを設けたことを特徴とする。
形可能部材を互いに溶着する２個のサブ部材により形成
し、これらサブ部材は前記開口の軸線に直交する平面上
に存在させ、前記開口を完全に閉鎖する壁を各サブ部材
の開口に設け、少なくとも１個の壁の内側面に歪みゲー
ジを設けたことを特徴とする。
本発明によるロードセルは、溶着によって互いに連結す
る２個のサブ部材により構成するとよい。
る２個のサブ部材により構成するとよい。
各サブ部材は開口を有し、この開口に壁を設け、この壁
により開口を完全に閉鎖する。一体部材に比べるとサブ
部材の開口の長さは短かいため壁を開口に取付けるのが
容易になる。支持部材即ち壁はサブ部材の開口を外端縁
または内端縁に簡単に設けることができる。このような
開口の断面は、方形、矩形または円形とすることができ
る。歪みゲージは壁の内壁面即ち壁の他方のサブ部材に
指向する側の側面に設けるため、腐食物質が歪みゲージ
に作用することがない。変形可能部材は被圧縮荷重（圧
縮荷重を受ける）部材または被剪断（剪断力を受ける）
部材のいずれかとすることができる。被圧縮荷重部材は
、例えば立方体形状部材または円筒形部材により構成す
ることができる。
により開口を完全に閉鎖する。一体部材に比べるとサブ
部材の開口の長さは短かいため壁を開口に取付けるのが
容易になる。支持部材即ち壁はサブ部材の開口を外端縁
または内端縁に簡単に設けることができる。このような
開口の断面は、方形、矩形または円形とすることができ
る。歪みゲージは壁の内壁面即ち壁の他方のサブ部材に
指向する側の側面に設けるため、腐食物質が歪みゲージ
に作用することがない。変形可能部材は被圧縮荷重（圧
縮荷重を受ける）部材または被剪断（剪断力を受ける）
部材のいずれかとすることができる。被圧縮荷重部材は
、例えば立方体形状部材または円筒形部材により構成す
ることができる。
部材を円筒形とし、壁を外端縁に設ける場合、部材の外
面における開口の外端縁は、開口の端縁曲線が平面上に
存在する形状としなければならない。
面における開口の外端縁は、開口の端縁曲線が平面上に
存在する形状としなければならない。
被圧縮荷重部材に設ける開口は円筒形の貫通孔とするロ
ードセルの製造が容易になる。この場合、貫通孔は、歪
みゲージを設けかつ外端縁に溶着した２個の壁により閉
鎖するか、または２個のサブ部材の内側に溶着した２個
の壁により閉鎖する。
ードセルの製造が容易になる。この場合、貫通孔は、歪
みゲージを設けかつ外端縁に溶着した２個の壁により閉
鎖するか、または２個のサブ部材の内側に溶着した２個
の壁により閉鎖する。
２個のサブ部材は対称的構造にするとよい。
本発明によるロードセルの他の実施例においては、歪み
ゲージを設けた壁を一方のサブ部材の内端縁に配置し、
歪みゲージを設けない壁を他方のサブ部材の開口の内部
に配置する。この場合、壁は個別の溶着ディスクとする
こともできる。しかし、代案として壁はサブ部材に開口
をミリング加工することにより形成することもできる。
ゲージを設けた壁を一方のサブ部材の内端縁に配置し、
歪みゲージを設けない壁を他方のサブ部材の開口の内部
に配置する。この場合、壁は個別の溶着ディスクとする
こともできる。しかし、代案として壁はサブ部材に開口
をミリング加工することにより形成することもできる。
歪みゲージを設けない壁が他方の壁の歪みゲージに接触
しないようにするため開口の両側にミリング加工により
壁を形成しなければならない。サブ部材の開口は円筒形
にすると好適である。
しないようにするため開口の両側にミリング加工により
壁を形成しなければならない。サブ部材の開口は円筒形
にすると好適である。
壁および変形可能部材を同一材料で形成すると有利であ
る。このことにより温度変化によって測定誤差を生ずる
ことがなくなる。即ち壁および変形可能部材は同一材料
であり膨張係数が同一であるためである。
る。このことにより温度変化によって測定誤差を生ずる
ことがなくなる。即ち壁および変形可能部材は同一材料
であり膨張係数が同一であるためである。
次に、図面につき本発明の好適な実施例を説明する。
第１図には、立方体形状の被圧縮荷重部材１を有する計
量装置のためのロードセルを示す。この被圧縮荷重部材
ｌは開口２を有し、この間口２は縦方向軸線に直交する
円筒形の貫通孔（第２図参照）として設ける。立方体形
状の被圧縮荷重部材１は、２個の対称的に構成したサブ
部材３．４を溶着部５により相互連結して形成する平面
上に配置する。本明細書中用語「溶着」は、材料の溶融
または連結点における合金化により生ずるのが好ましい
分離不能な連結を意味するものと理解されたい。２個の
サブ部材は、マイクロプラズマ溶着、レーザー溶着、エ
レクトロンビーム溶着、またはろう付けにより互いに連
結することができる。
量装置のためのロードセルを示す。この被圧縮荷重部材
ｌは開口２を有し、この間口２は縦方向軸線に直交する
円筒形の貫通孔（第２図参照）として設ける。立方体形
状の被圧縮荷重部材１は、２個の対称的に構成したサブ
部材３．４を溶着部５により相互連結して形成する平面
上に配置する。本明細書中用語「溶着」は、材料の溶融
または連結点における合金化により生ずるのが好ましい
分離不能な連結を意味するものと理解されたい。２個の
サブ部材は、マイクロプラズマ溶着、レーザー溶着、エ
レクトロンビーム溶着、またはろう付けにより互いに連
結することができる。
開口２は両側をそれぞれディスク状の金属壁６゜７によ
り溶着により閉鎖する。壁６，７の表面は貫通孔２の断
面に等しくする。ディスク状壁６゜７と貫通孔２の端縁
を相互連結する溶着は壁６゜７の全周に沿って行う。壁
６，７の内側面に歪みゲージ８，９をそれぞれ薄膜技術
即ち、例えば真空蒸着またはスパッタイングを用いて設
ける。代案として、歪みゲージは厚膜技術により堆積さ
せることもでき、この場合歪みゲージは抵抗ペーストと
して壁６，７上にスクリーン印刷法によりプリントして
ベークする。更に、歪みゲージ８．９はリード線１０．
１１に接続し、これらリード線は被圧縮荷重部材１に設
けたチャンネルを経て外部に引き出す。
り溶着により閉鎖する。壁６，７の表面は貫通孔２の断
面に等しくする。ディスク状壁６゜７と貫通孔２の端縁
を相互連結する溶着は壁６゜７の全周に沿って行う。壁
６，７の内側面に歪みゲージ８，９をそれぞれ薄膜技術
即ち、例えば真空蒸着またはスパッタイングを用いて設
ける。代案として、歪みゲージは厚膜技術により堆積さ
せることもでき、この場合歪みゲージは抵抗ペーストと
して壁６，７上にスクリーン印刷法によりプリントして
ベークする。更に、歪みゲージ８．９はリード線１０．
１１に接続し、これらリード線は被圧縮荷重部材１に設
けたチャンネルを経て外部に引き出す。
力Ｆが被圧縮荷重部材１に作用するとき、この部材は力
Ｆの方向に圧縮され、またこの力の方向に直交する方向
に外方に膨らむ。被圧縮荷重部材１の形状変化により壁
６，７は力Ｆに平行な方向に平行に圧縮され、また力Ｆ
に直交する方向に壁６．７は膨らむ。壁６，７の圧縮に
よりそれぞれの歪みゲージ８．９の力の方向に平行に堆
積している構成成分の抵抗を減少する。壁６，７の膨張
によりそれぞれの歪みゲージの力の方向に直交して堆積
している構成成分の抵抗を増加させる。図示しない評価
回路により、歪みゲージ８．９の抵抗の変化を、力Ｆに
比例する電気測定信号に変換する。
Ｆの方向に圧縮され、またこの力の方向に直交する方向
に外方に膨らむ。被圧縮荷重部材１の形状変化により壁
６，７は力Ｆに平行な方向に平行に圧縮され、また力Ｆ
に直交する方向に壁６．７は膨らむ。壁６，７の圧縮に
よりそれぞれの歪みゲージ８．９の力の方向に平行に堆
積している構成成分の抵抗を減少する。壁６，７の膨張
によりそれぞれの歪みゲージの力の方向に直交して堆積
している構成成分の抵抗を増加させる。図示しない評価
回路により、歪みゲージ８．９の抵抗の変化を、力Ｆに
比例する電気測定信号に変換する。
壁を貫通孔２に配置するのは、異なる方法でも行うこと
ができる（第３図参照）。開口２は両端をそれぞれディ
スク状の金属壁１３．１４により溶着により閉鎖する。
ができる（第３図参照）。開口２は両端をそれぞれディ
スク状の金属壁１３．１４により溶着により閉鎖する。
この場合、各壁１３．１４は２個のサブ部材３，４の各
々の内端縁に設ける。歪みゲージ１５．１６は、やはり
それぞれ壁１３．１４の内側面に設ける。歪みゲージは
、図示しないリード線に接続し、このリード線は被圧縮
荷重部材１に設けたチャンネルを経て外部に引き出す。
々の内端縁に設ける。歪みゲージ１５．１６は、やはり
それぞれ壁１３．１４の内側面に設ける。歪みゲージは
、図示しないリード線に接続し、このリード線は被圧縮
荷重部材１に設けたチャンネルを経て外部に引き出す。
２個の壁１３゜１４間の間隔は歪みゲージ１５．１６お
よびリード線を中間の空間に収納できる程度に選択する
。
よびリード線を中間の空間に収納できる程度に選択する
。
ロードセルの他の実施例を第４図に示す。立方体形状の
被圧縮荷重部材１を２個のほぼ対称的な形状のサブ部材
２０．２１により形成し、これらサブ部材は溶着部２２
により互いに連結し、壁２３．２６を設ける点で上述の
実施例とは異なる。サブ部材２０は内側に壁２３を設け
、この壁２３には溶着部２２に向う方向に円筒形の穴２
４をミリング加工により形成する。歪みゲージ２５を内
壁２３に設け、この歪みゲージを図示しない電気リード
線に接続する。リード線はそれぞれ被圧縮荷重部材１に
設けたチャンネルを経て外部に引き出す。他方のサブ部
材２１において壁２６をミリング加工により形成する。
被圧縮荷重部材１を２個のほぼ対称的な形状のサブ部材
２０．２１により形成し、これらサブ部材は溶着部２２
により互いに連結し、壁２３．２６を設ける点で上述の
実施例とは異なる。サブ部材２０は内側に壁２３を設け
、この壁２３には溶着部２２に向う方向に円筒形の穴２
４をミリング加工により形成する。歪みゲージ２５を内
壁２３に設け、この歪みゲージを図示しない電気リード
線に接続する。リード線はそれぞれ被圧縮荷重部材１に
設けたチャンネルを経て外部に引き出す。他方のサブ部
材２１において壁２６をミリング加工により形成する。
この場合、円筒形の穴２７．２８がサブ部材２１の両側
に形成される。サブ部材２１の内部に指向する穴２７は
、壁２６および歪みゲージ２５が互いに接触しないよう
にするために設けなければならない。
に形成される。サブ部材２１の内部に指向する穴２７は
、壁２６および歪みゲージ２５が互いに接触しないよう
にするために設けなければならない。
第４図のロードセルにおいては、先ず各サブ部材２０．
２１に貫通孔を形成し、この後金属ディスク状壁２３．
２６をサブ部材２０．２１に溶着することもできる。
２１に貫通孔を形成し、この後金属ディスク状壁２３．
２６をサブ部材２０．２１に溶着することもできる。
第１図は、矩形断面の被圧縮荷重部材の側面図、第２図
は、貫通孔の外端縁に設けた壁を有する実施例の第１図
の■−■線上の横断面図、第３図は、貫通孔の内端縁に
設けた壁を有する実施例の第１図の■−■線上の横断面
図、第４図は、一方のサブ部材の開口の内端縁に壁を設
け、他方のサブ部材の開口に壁を設けた実施例の第１図
の■−■線上の横断面図である。 １・・・被圧縮荷重部材 ２・・・開口（貫通孔）３
、 ４．２０．２１・・・サブ部材 ５．２２・・・溶着部 ６． ７．１３．１４・
・・金属壁８、 ９．１５．１６．２５・・・歪みゲー
ジ１０、 １１・・・リード線 ２３．２６・・・
壁２４．２７．２８・・・穴（開口） 特許出願人 エヌ・ベー・フィリップス・フルーイ
ランベンファブリケン
は、貫通孔の外端縁に設けた壁を有する実施例の第１図
の■−■線上の横断面図、第３図は、貫通孔の内端縁に
設けた壁を有する実施例の第１図の■−■線上の横断面
図、第４図は、一方のサブ部材の開口の内端縁に壁を設
け、他方のサブ部材の開口に壁を設けた実施例の第１図
の■−■線上の横断面図である。 １・・・被圧縮荷重部材 ２・・・開口（貫通孔）３
、 ４．２０．２１・・・サブ部材 ５．２２・・・溶着部 ６． ７．１３．１４・
・・金属壁８、 ９．１５．１６．２５・・・歪みゲー
ジ１０、 １１・・・リード線 ２３．２６・・・
壁２４．２７．２８・・・穴（開口） 特許出願人 エヌ・ベー・フィリップス・フルーイ
ランベンファブリケン
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、力の方向に直交する方向に延在する開口を有する変
形可能部材を具え、前記開口の断面に相当し、開口の軸
線に直交する少なくとも１個のディスク状壁により開口
を閉鎖し、前記壁に薄膜技術により堆積させる歪みゲー
ジを収容させた特に計量装置のためのロードセルにおい
て、前記変形可能部材（１）を互いに溶着する２個のサ
ブ部材（３、４；２０、２１）により形成し、これらサ
ブ部材は前記開口の軸線に直交する平面上に存在させ、
前記開口（２；２４、２７、２８）を完全に閉鎖する壁
（６、７；１３、１４；２３、２６）を各サブ部材の開
口に設け、少なくとも１個の壁の内側面に歪みゲージ（
８、９；１５、１６；２５）を設けたことを特徴とする
ロードセル。 ２、２個のサブ部材（３、４）を対称的な構造とした請
求項１記載のロードセル。 ３、前記変形部材に形成する開口は円筒形の貫通孔（２
）とし、この貫通孔を２個の壁（１３、１４）により閉
鎖し、各壁は２個のサブ部材（３、４）の内端縁に溶着
し、また各壁に歪みゲージ（１５、１６）を設けた請求
項１または２記載のロードセル。 ４、歪みゲージ（２５）を設けた壁（２３）を一方のサ
ブ部材（２０）の内端縁に配置し、歪みゲージを設けな
い壁（２６）を他方のサブ部材（２１）の開口（２７、
２８）の内部に配置した請求項１記載のロードセル。 ５、各サブ部材の開口（２４、２７、２８）を円筒形状
にした請求項４記載のロードセル。 ６、壁（６、７；１３、１４；２３、２６）および変形
可能部材（１）を同一材料で形成した請求項１乃至５の
うちのいずれか一項に記載のロードセル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3730702.9 | 1987-09-12 | ||
| DE19873730702 DE3730702A1 (de) | 1987-09-12 | 1987-09-12 | Kraftaufnehmer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01100429A true JPH01100429A (ja) | 1989-04-18 |
| JP2598484B2 JP2598484B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=6335888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63224855A Expired - Lifetime JP2598484B2 (ja) | 1987-09-12 | 1988-09-09 | ロードセル |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4858710A (ja) |
| EP (1) | EP0307999B1 (ja) |
| JP (1) | JP2598484B2 (ja) |
| DE (2) | DE3730702A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5199518A (en) * | 1992-02-19 | 1993-04-06 | Sheldon Woodle | Load cell |
| US5313022A (en) * | 1992-11-12 | 1994-05-17 | Kistler-Morse Corporation | Load cell for weighing the contents of storage vessels |
| DE29510678U1 (de) * | 1995-07-07 | 1995-08-17 | Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH, 64293 Darmstadt | Wägezelle |
| FR2851428B1 (fr) * | 2003-02-26 | 2005-05-20 | Ass De Promotion De L I De Pro | Semelle instrumentee de chaussure et chaussure a semelle instrumentee. |
| US9121258B2 (en) | 2010-11-08 | 2015-09-01 | Baker Hughes Incorporated | Sensor on a drilling apparatus |
| US9057247B2 (en) * | 2012-02-21 | 2015-06-16 | Baker Hughes Incorporated | Measurement of downhole component stress and surface conditions |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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