JPH01311202A - 測定変換器の誤差低減方法とその装置 - Google Patents

測定変換器の誤差低減方法とその装置

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JPH01311202A
JPH01311202A JP63322235A JP32223588A JPH01311202A JP H01311202 A JPH01311202 A JP H01311202A JP 63322235 A JP63322235 A JP 63322235A JP 32223588 A JP32223588 A JP 32223588A JP H01311202 A JPH01311202 A JP H01311202A
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JP
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elongation
measuring
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bridge
pieces
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JP63322235A
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Werner Schlachter
ウエルネル・シュラハテル
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Hottinger Bruel and Kjaer GmbH
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Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH
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    • G01B7/18Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge using change in resistance
    • G01B7/20Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge using change in resistance formed by printed-circuit technique
    • GPHYSICS
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  • Measurement Of Force In General (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、変換体上に配設し、測定ブリッジに接続し
た伸び測定片装置を備えた測定変換器の誤差を低減する
方法、及びこの方法を実行する装置に関する。
この種の方法は、出版物rJ、ドルセイ著、自作のスト
レインゲージ変換器、1976年」(J、 Dorse
y。
+10MEGROWN  STR八Iへ  GAtlG
E  TARNSDUCERS、1978)から公知で
ある。この変換器では、伸び測定片装置がブリッジ分枝
中に伸び測定測定片と直列に接続した調整可能な抵抗体
とを有する。前記抵抗体は、導体状で、短絡状の構造体
を有し、その場合短絡ブリッジの出現によって誤差低減
に必要な抵抗値をブリッジ分枝に接続できる。この種の
方法を用いると、限定された分枝のみ種々の誤差を低減
できる。即ち、例えばクリープ誤差及び変形誤差は理想
的でない力の導入のためこの方法を用いて調整、ないし
は低減できない。
それ故、この発明の課題は測定変換器で生じうる多くの
誤差の影響を補償又は低減するのに適した方法とその装
置を提唱することにある。
上記の課題は、この発明により以下のように解決されて
いる。即ち、隣合った二つのブリッジ分枝中の伸び測定
片配置が、各伸び測定片配置中にある接続点を経由して
調節可能な抵抗の中間接続して互いに連結していて、接
続点によって定まる配置区間が測定結果に与える影響は
、誤差を低減させる働きがあることによって解決されて
いる。
この発明による方法を用いて、ブリッジ分枝から離して
も配設できる抵抗体の抵抗値を調節することによって、
誤差の影響が簡単な方法で効果的に低減できるか、ある
いは完全に排除できる。この調節によって、ブリッジ分
枝の伸び測定片配置が出力信号に与える影響を所望の方
法で調節できる。
例えば、それぞれ二つの連続接続した伸び測定片区間、
又は一つの伸び測定片区間と一個の抵抗体区間を有する
伸び測定片の配置の場合、この配置の一定の配置区間が
出力信号に及ぼす影響が必要に応じて低減されるか、あ
るいは拡大される。前記ブリッジをさしたる範囲にずら
すことなく、上記調整を行うことができる。
誤差の影響が互いに逆に働くようにこの配置の区間を設
計すると特に有効である。
この発明による方法を実行するには、変換器本体中に配
設し、−個の測定ブリッジに接続された伸び測定片の配
置を有する装置が特に適する。この装置は測定ブリッジ
の第一接続個所と他の接続個所の間に少なくとも二つの
配置区間を有する伸び測定片の配置を配設し、各伸び測
定片の配置の配置区間の間に一つの接続点を設置するこ
と、及び調節可能な抵抗が一方の伸び測定片配置の接続
点に、しかも他の伸び測定片配置の接続点に接続しであ
るので優れている。
特許請求の範囲第4項の構成による装置では、一定の出
力抵抗を得る。このことは、特に多数の検出器を並列接
続する場合有利である。更に、変換器の測定感度が殆ど
不変に維持される。
誤差の影響を求めるためには、特許請求の範囲第5項の
特徴による構成が望ましい。第二及び第三伸び測定片が
温度依存するようにしであるとよい。
更に、第二又は第三伸び測定片が第一又は第四伸び測定
片に対して幾何学的に異なった形態に形成しであると効
果的である。
更に、第一と第二伸び測定片、あるいは第三と第四伸び
測定片は互いに逆特性及び/又は特性量を有し、特に互
いに逆クリープ誤差を有するようにしである。その理由
は、正のクリープと負のクリープ方向の影響が可能であ
るからである。
調節可能な抵抗を測定ブリッジから離して設置し、その
場合調節が変換器の容易に手の届くところで処理できる
ようにしであるこの発明の他の構成は効果的である。
特許請求の範囲第11項による伸び測定片の配置は合理
的である。
調節可能な抵抗の抵抗値が階段状に調整でき、初期抵抗
値が第二と第三伸び測定片の抵抗値の和より大きい構成
は性能を発揮する。調整できる抵抗が変換本体、主に伸
び測定片の共通支持膜の上にトリマー膜抵抗にして配設
しである実施例は、特に直列仕上げの場合、製造上好ま
しい。
他の構成では、調節可能な抵抗の抵抗値は温度依存して
可変できるようにしである。
図面に、この発明による方法を実行するのに適した装置
の実施例を示し、この図面に基づき前記方法をより詳し
く説明する。
第1図には、全ブリッジに対して四個を接続した(ホイ
ーストンブリッジ)伸び測定片の配置が示しである。こ
の配置は、それぞれ接続位置1゜2.3及び5の間にあ
る全ブリッジの一方のブリッジ分枝に配設しである。こ
の第−伸び測定片配置には、入力端1と出力端3の間に
配設した伸び測定片R1がある。他方、第二伸び測定片
配置、つまり伸び測定片R2、は出力端3と第二入力端
2の間の隣のブリッジ分枝に配設しである。入力端lと
第二出力端5の間の第二伸び測定片配置には、伸び測定
片R3とR6がある。他方、出力端5と入力端2の間に
ある第四伸び測定片配置はには伸び測定片R4とR5が
ある。入力端3と5の間には、供給電源U、が印加しで
ある。他方、出力端3と5の間で出力電圧UAを測定で
きる。
第1図の図面の左半分のブリッジには、隣接したブリッ
ジ分枝1−5と2−5の各々に二つの連続接続した測定
片区間R3とR6及びR4とR5がある。連続接続した
測定片区間R3とR6及びR4とR5の間には、接続点
4及び6がそれぞれ配設しである。接続点4と5に、そ
れぞれ調整可能な抵抗R7の一端が接続しである。この
抵抗は、伸び測定片R5とR6及び出力端5に飛び越え
橋絡している。
抵抗R7の抵抗値は調節可能である。つまりR7の抵抗
値を増大させると(R−(X))、伸び測定片R5とR
6の出力電圧UAに対する作用は強め、R7の抵抗値を
低減すると(R→0)、伸び測定片R3とR4の出力電
圧UAに対する影響は強くなる。抵抗R7の抵抗値をそ
れに応じて調節することによって、変換器の誤差を低減
できるか、あるいは補償できる。
第2図には、原理的に第1図の図面に従って接続し、理
想的にこの変換器を使用しないため誤差を低減できる装
置が示しである。力の加わる点を移動させた場合、変換
器本体10の変形機構が最早管理できない方法で影響を
受ける。この状況は、測定方向に作用しない付加的な力
の成分にも当てはまる。誤差を低減するには、ブリッジ
分枝1−5又は2−5に接続した抵抗R7の外に、変換
器本体10に取り付けた伸び測定片配置R3とR6及び
R4とR5が設置しである。これ等の配置と共に、伸び
測定片の有効部分の格子構造の中心点が変換器本体10
に対して見掛は上移動でき、それ故測定変換器の感度が
理想的でない力の導入又は理想的でない伸び測定片の設
置に対して低減さえれる。伸び測定片R3とR4には、
接続位Wlと4又は2と6がある。接続位置4と6は調
節可能な抵抗R7の接続個所11と12に連結している
。伸び測定片R3とR4には、それぞれ伸び測定片R5
とR6が接続しである。この測定片は例えば出力端子と
して接続端子5又は5′を有する。
抵抗値R7を調節して、測定片区間R3,R6及びR4
,R5の格子幾何学的な影響が非常に効果的な方法で変
更でき、測定変換器の誤差感度が理想的でない印加に関
して理想的でない印加に関して低減できる。
調節できる抵抗R7は図示した実施例では膜抵抗として
構成しである。この抵抗は、実際上変換器本体10のほ
ぼ非成形部分上に配設してあり、その抵抗値はリブの粗
くするか、あるいは引っ掻き加工によって変更できる。
伸び測定片R3〜R6及び調節できる抵抗R7は変換器
本体10に上に配設するための共通な支持膜11を有す
る。
第3図の装置を用いて、変換器のクリープ誤差ないしは
温度依存するクリープ誤差を低減できる。
クリープによって、同じ値の負荷の場合、変換器の信号
が時間にわたって変化する。一般に、負荷によって生じ
る伸びは、一定に維持した負荷の場合、変換器本体の伸
びの増加(正のクリープ)が生じる。他方、伸び測定片
の格子の伸びは一定負荷の場合戻りが生じる(負のクリ
ープ)。伸び測定片のクリープは、伸び測定片の逆転位
置の数と構成にほぼ依存している。変換器のクリープは
、変換器本体10と伸び測定片のクリープと重畳として
見做せる。クリープ誤差を低減させるためには、隣接す
るブリッジ分枝1−5と2−5に接続してあり、変換器
本体10に配設した伸び測定片配置R3’、R3“とR
6及びR4’、R4“とR5及び接続点4と6に繋がる
調節可能な抵抗R7が配設しである。伸び測定片配置R
3はこの場合連続接続し、空間的に間隔をおいて配設し
た伸び測定片R3’ とR3’と協働する。他方、R4
はR4’とR4’によって形成される。測定ブリッジの
全ての伸び測定片は、薄膜技術で調整可能な抵抗R7を
作製し、支持膜11に配設し、変換器本体10に接着し
て付けである。伸び測定片の区間R3’、R3’とR4
’、R4“は、第1図の伸び測定片R3とR4が測定ブ
リッジに配設しであるが、長く、スマートな蛇行体とし
て成形しである。この蛇行体は正のクリープを有する。
伸び測定片区間R5とR6は、多数の逆転位置を有する
短い蛇行体として形成されている。このことは、負のク
リープをもたらす。抵抗R7を調節して、伸び測定片の
配置が出力信号UAに及ぼすクリープ誤差の影響を簡単
にしかも効果的に調節できる。
試験した実施例は、次の抵抗値を有する。即ち、R3=
R4;R5=R6;R3+R5=R1;R7の初期抵抗
は、R5+R6より大きくなく、主に小さい。温度依存
するクリープ誤差を低減するには、調節できる抵抗R7
を温度依存する抵抗で形成するとよい。
広い補償領域を実現するため、又は粗い調整と微調整が
できるには、第1図の左半分のブリッジを右半分のブリ
ッジの様に形成できる。その場合、抵抗値を粗い調整と
微調整のため適当に選択すべきである。一方の半ブリッ
ジをクリープ誤差を低減させるために、また他方の半ブ
リッジを負荷誤差を低減するために設計することもでき
る。
第1図に示した、装置の区間ないしは伸び測定片R5と
R6及び調整可能な抵抗R7の原理的な配置は、温度に
依存する誤差を低減するためにも有利に採用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、全ブリッジにして接続した伸び測定片の装置
を備えた測定変換器の分枝図。 第2図は、測定変換器の負荷誤差の影苦を低減する装置
の平面図。 第3図は、測定変換器のクリープ誤差ないしは温度依存
するクリープ誤差を低減する装置の平面図。 図中引用記号: 1.2.3,4,5.6・・・接続個所、10・・・変
換器本体、 11・・・支持膜、 R1,R2,R3,R4,R5,R6 ・・・伸び測定片。 R7・・・調節可能な抵抗、 Ua  ・・・出力信号。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、変換器本体上に配設されていて、一つの測定ブリッ
    ジに組み込んである伸び測定片の配置を有する測定変換
    器の誤差を低減する方法において、隣合った二つのブリ
    ッジ分枝(1−5、2−5)の伸び測定片の配置は、各
    伸び測定片配置の通路中にある接続点(4、6)を介し
    て調節可能な抵抗(R7)を中間接続して互いに接続し
    てあり、この抵抗(R7)は接続点(4、6)によて決
    まる配置の区間(R3、R6又はR4、R5)が測定結
    果に及ぼす影響が誤差の低減に作用することを特徴とす
    る方法。 2、前記配置区間(R3、R6又はR4、R5)はそれ
    ぞれ逆向きの誤差影響を及ぼすことを特徴とする請求項
    1記載の方法。 3、変換器本体上に配設されていて、一つの測定ブリッ
    ジに組み込んである伸び測定片の配置を有する測定変換
    器の誤差を低減する装置において、測定ブリッジの第一
    接個所(5)とそれぞれ他の接続個所(1、2)の間に
    少なくとも二つの配置区間(R3、R6又はR4、R5
    )を有する伸び測定片の配置を備え、どの伸び測定片配
    置の配置区間(R3、R6又はR4、R5)の間には、
    接続点(4又は6)が配設してあり、調節可能な抵抗(
    R7)は一方の伸び測定片配置の接続点(4又は6)に
    、また他の伸び測定片配置の接続点(6又は4)に接続
    していることを特徴とする装置。 4、第一接続個所は測定ブリッジの出力接続端(5)で
    あり、他の接続個所は二つの入力接続端(1、2)であ
    り、出力接続端(5)と第一入力接続端(1)の間には
    第一及び第二伸び測定片(R3、R6)が配設してあり
    、出力接続端(5)と第二入力接続端(2)の間には第
    三及び第四伸び測定片(R5、R4)が連続して接続し
    てあることを特徴とする請求項3記載の装置。 5、第二及び第三伸び測定片(R6、R6)は隣接する
    二つのブリッジ分枝の残りの伸び測定片(R3、R4)
    に対して異なった特性及び/又は特性量を有することを
    特徴とする請求項4記載の装置。 6、第二及び第三伸び測定片(R6、R5)は温度依存
    することを特徴とする請求項5記載の装置。 7、第二又は第三伸び測定片(R6、R5)は第一又は
    第四伸び測定片(R3、R4)に対して異なった幾何学
    構成にして形成してあることを特徴とする請求項3〜6
    のいずれか1項に記載の装置。 8、第一及び第二伸び測定片(R3、R6)又は第三及
    び第四伸び測定片(R5、R4)は互いに逆特性及び/
    又は特性量を有することを特徴とする請求項3〜7のい
    ずれか1項に記載の装置。 9、第一及び第二伸び測定片(R3、R6)又は第三及
    び第四伸び測定片(R5、R4)じゃ互いに逆クリープ
    誤差を有することを特徴とする請求項8記載の装置。 10、調整可能な抵抗(R7)は、測定ブリッジから離
    して配設してあることを特徴とする請求項3〜9のいず
    れか1項に記載の装置。 11、少なくとも一個のブリッジ分枝の伸び測定片、主
    に隣接する二つのブリッジ分枝の伸び測定片は、共通の
    支持膜(11)上に配設してあることを特徴とする請求
    項3〜10のいずれか1項に記載の装置。 12、調節可能な抵抗(R7)の抵抗値は、階段状に調
    節でき、その初期抵抗値は第二及び第三伸び測定片(R
    5、R6)の加算抵抗値より大きいことを特徴とする請
    求項3〜11のいずれか1項に記載の装置。 13、調節可能な抵抗(R7)は、変換器本体(10)
    、主に伸び測定片の共通支持膜(11)上に配設してあ
    ることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記
    載の装置。14、調節可能な抵抗(R7)の抵抗値は、
    温度依存して変化できることを特徴とする請求項3〜1
    3のいずれか1項に記載の装置。
JP63322235A 1988-03-26 1988-12-22 測定変換器の誤差低減方法とその装置 Pending JPH01311202A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3810456.3 1988-03-26
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