JPH0781813B2 - Strain gauge device - Google Patents
Strain gauge deviceInfo
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- JPH0781813B2 JPH0781813B2 JP27588887A JP27588887A JPH0781813B2 JP H0781813 B2 JPH0781813 B2 JP H0781813B2 JP 27588887 A JP27588887 A JP 27588887A JP 27588887 A JP27588887 A JP 27588887A JP H0781813 B2 JPH0781813 B2 JP H0781813B2
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- strain gauge
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- 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
- G01L1/2268—Arrangements for correcting or for compensating unwanted effects
- G01L1/2281—Arrangements for correcting or for compensating unwanted effects for temperature variations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
- G01B7/18—Measuring 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
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明はストレインゲージ特に高温下での使用に適す
るストレインゲージ装置の構造に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a strain gauge, and more particularly to a structure of a strain gauge device suitable for use at high temperatures.
〈従来の技術及びその問題点〉 ストレイン(歪)を計測するには対象物に薄金属製グリ
ツドのストレイン感応素子を貼着することは知られてい
る。このストレイン感応素子にあつてはストレインによ
る素子内の電気抵抗の変化から推論される歪の大きさを
計測するものである。温度の高い条件における計測には
ストレインゲージグリツトの受ける温度の計測が同時に
されるべきであり、この発明は高温下におけるストレイ
ンの計測に適当する装置を提供するものである。<Prior art and its problems> It is known that a strain sensitive element of a thin metal grid is attached to an object in order to measure strain. This strain-sensitive element measures the magnitude of strain inferred from the change in electric resistance in the element due to strain. The measurement of the temperature received by the strain gauge grits should be performed at the same time for the measurement under the high temperature condition, and the present invention provides an apparatus suitable for measuring the strain under high temperature.
従来の装置ではストレインゲージによる歪の計測がスト
レインゲージの素材の温度による伸びの問題を含み必ず
しも適正な温度修正がされていたとは言い難いものであ
つた。In the conventional device, it was difficult to say that the strain measurement by the strain gauge included the problem of elongation due to the temperature of the strain gauge material and that the temperature was necessarily corrected appropriately.
〈発明の目的〉 この発明は、高温下においても温度条件の修正がされた
対象物の正しい歪を表示できるストレインゲージ装置を
提供することを目的とする。<Object of the Invention> An object of the present invention is to provide a strain gauge device capable of displaying the correct strain of an object whose temperature condition has been corrected even at a high temperature.
〈手段の概要〉 要するにこの発明はストレインゲージにA,Bの2組のリ
ード線を接続し、一の組はサーモカツプルとして機能
し、他の組みはストレインゲージの歪による電気的値を
計測するリード線の組を設け、これらリード線の他の端
部は電圧計,電圧供給源データ記憶装置を含む計測装置
に接続し、歪なしの状態で温度による影響データを計測
しておきこれをデータ記憶装置に入力し、高温下での対
象物の正しい歪の値を計測可能にしたことを特徴とする
ストレインゲージ装置であることを特徴とする。<Outline of Means> In short, the present invention connects two sets of lead wires A and B to the strain gauge, one set functions as a thermocouple, and the other set measures an electric value due to strain of the strain gauge. A set of lead wires is provided, the other ends of these lead wires are connected to a measuring device including a voltmeter and a voltage source data storage device, and the influence data due to temperature is measured without distortion and this data is stored. The strain gage device is characterized in that it can be input to a storage device and a correct strain value of an object at a high temperature can be measured.
〈実施例〉 この発明を実施する装置では、ストレインゲージは温度
と素子の電気抵抗からの信号を発する位置とは離れた場
所に設けられる計測装置と接続されており、かつ歪感応
素子と計算装置は相互に独立した2組のリード線で接続
され、夫々のリード線組は類似した形態をしており、少
くとも一の組についてはサーモカツプルを形成する如く
その端子は接続され二組のリード線は相互に類似したも
のであるが、一の組の二本のリード線は電圧供給源と接
続され、他の組の類似する2本のリード線は素子の抵抗
より大なる抵抗をもつ電圧計に接続されている。<Embodiment> In the device for carrying out the present invention, the strain gauge is connected to a measuring device provided at a position apart from a position for emitting a signal from temperature and electric resistance of the device, and the strain-sensitive device and the calculating device Are connected by two independent sets of leads, each set of leads having a similar configuration, with at least one set having its terminals connected so as to form a thermocouple and two sets of leads. The wires are similar to each other, but the two leads of one set are connected to a voltage source and the two similar leads of the other set have a voltage with a resistance greater than that of the device. Connected to the meter.
素子の温度検知は歪計測時に対応するものであることが
必要であり、歪計測と同時にその計測をし、対象物の歪
の計測の表示前に温度計測の修正を歪計測数値に与える
ことが必要である。従つて素子については歪を与えるこ
となしに温度変化のみによる抵抗変化を予め歪計測実施
前にすることが肝要である。このキヤリブレーシヨン
(目盛修正、計測値修正)による数値はストレインゲー
ジが実施されるときに修正に使用されるように装値にイ
ンプツトしておく必要がある。データ記憶装置を含む計
算装置はストレインゲージの計測値に直ちに修正値を与
え実際の歪数値を読みとることができるようにしてい
る。It is necessary to detect the temperature of the element at the time of strain measurement, so that it can be measured at the same time as the strain measurement, and correction of the temperature measurement can be given to the strain measurement value before displaying the strain measurement of the object. is necessary. Therefore, it is essential that the resistance change of only the temperature change of the element is performed before the strain measurement without applying the strain. The values obtained by this calibration (calibration correction, measurement value correction) must be loaded into the equipment so that they can be used for correction when the strain gauge is implemented. A calculation device including a data storage device immediately gives a corrected value to the measured value of the strain gauge so that the actual strain value can be read.
この修正値は計測対象物とストレインゲージの膨張係数
相違することに基く“見掛けの歪値”に加えられる。キ
ヤリブレーシヨンの実施に際しては、資料とこれに取付
けたストレインゲージを共に計測を行なうときの条件に
できる加熱手段で加熱する。その電気抵抗の変化は資料
を直接加熱する熱影響のものと、資料とストレインゲー
ジ間の熱膨張差にもとづくものとの二つを同時に表示し
たものとなる。これらの熱影響効果についてはストレイ
ンゲージの実使用に際して計算装置内で差し引きがさ
れ、正しい資料の歪について丈表示できるようになつて
いる。つぎにこの発明の一実施例を図面(第1図)によ
り説明する。This corrected value is added to the "apparent strain value" based on the difference in the expansion coefficient between the measurement object and the strain gauge. When carrying out the calibration, both the material and the strain gauge attached to the material are heated by a heating means that can be set to the conditions for measurement. The change in the electric resistance is displayed simultaneously, that is, the effect of heat that directly heats the material and the one that is based on the difference in thermal expansion between the material and the strain gauge. These heat effects are subtracted in the calculation device when the strain gauge is actually used, and the correct strain of the material can be displayed. Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings (FIG. 1).
従来知られていく種類の歪応答要素(ストレインゲー
ジ)(以下要素と称す)は符号1で示され端子2,3を持
ちこれとリード線は接続している。A strain response element (strain gauge) (hereinafter referred to as an element) of a conventionally known type is denoted by reference numeral 1 and has terminals 2 and 3, which are connected to lead wires.
要素1は2組のリード線A,Bによりコンピユータ制御さ
れるデータ記憶装置の形態の計算装置と接続される。こ
の2組のリード線は高温の無機質材の耐熱スリーブ内に
収容されている。もしストレインゲージが例えばボイラ
装置等に使用されるときは、これらリード線は長さの長
いものとなる。この2組のリード線は類似するものであ
り、リード線Aはリード線Bとは材料として異つた材料
である場合を含むものとする。端子2,3でリード線A,Bは
夫々一緒になり2つのサーモカツプルの組を形成するよ
うになつている。計算手段は相互に影響することなく一
のサーモカツプル組から他のサーモカツプル組へと切換
えでき、一のサーモカツプル組のみを使用することがで
きる。(図面には電圧計、電圧供給減は一の組用のみ示
されている。) 計算装置4において一組のリード線Aはリード線の抵抗
の影響を最小とすべくリード線A内の電流を無視できる
ほど高い抵抗となるマイクロ電圧計5と接続する。マイ
クロ電圧計5の信号は電圧供給源6の効果により定ま
り、またその信号からは要素1内のストレイン(歪値)
が推定されるものである。Element 1 is connected to a computing device in the form of a data storage device that is computer controlled by two sets of leads A, B. The two sets of lead wires are housed in a heat resistant sleeve made of a high temperature inorganic material. If the strain gauge is used, for example, in a boiler system, these leads will be of long length. The two sets of lead wires are similar, and the case where the lead wire A is made of a material different from that of the lead wire B is included. At terminals 2 and 3, lead wires A and B are joined together to form two thermocouple pairs. The calculation means can switch from one thermocouple set to another thermocouple set without affecting each other, and only one thermocouple set can be used. (In the drawing, the voltmeter and the voltage supply reduction are shown only for one set.) In the calculation device 4, one set of the lead wires A is a current in the lead wire A in order to minimize the influence of the resistance of the lead wires. Is connected to the micro voltmeter 5 that has a high resistance that can be ignored. The signal of the micro voltmeter 5 is determined by the effect of the voltage supply source 6, and from the signal, strain (distortion value) in the element 1 is obtained.
Is estimated.
使用に際して要素は歪を計るべき対象物(図示せず)に
セラミツクセメント、点溶接、その他の手段で固定され
る。対象物に生じた歪は要素1に影響を与えるものであ
るが、しかし電気的抵抗は温度の変化による“見掛の
歪”として知られる歪により影響される。これらは対象
物と要素との熱膨張係数の差による伸びから生ずるもの
である。In use, the element is secured to the object to be strained (not shown) by ceramic cement, spot welding or other means. The strain produced in the object affects element 1, but the electrical resistance is influenced by what is known as "apparent strain" due to changes in temperature. These result from elongation due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the object and the element.
前記するように、要素は使用前に歪を受けていない資料
(対象物)に固定され、試験に際して受けるべき温度で
の要素の抵抗変化が予め計測されるものである。As described above, the element is fixed to an unstrained material (object) before use, and the resistance change of the element at the temperature to be subjected to the test is measured in advance.
〈発明の効果〉 このようにして、見掛歪より生ずる抵抗の変化温度に直
接関係する抵抗の変化は記録され、要素1の使用に際し
ては計算装置によりこれらの不適当な抵抗変化は計測値
表示から除去される。また温度計測点は要素の歪測定点
にできる丈近くして取付けされるべきである。これらの
測定システムは極めて低い熱慣性(走行する固体の慣性
に対応する)をもち、またこのことは高い温度遷移傾斜
のある場合に望ましいことである。<Effects of the Invention> In this way, the resistance change caused by the apparent strain and the resistance change directly related to the temperature are recorded, and when the element 1 is used, these inappropriate resistance changes are displayed by the calculation device. Removed from. The temperature measuring point should be mounted as close as possible to the strain measuring point of the element. These measuring systems have a very low thermal inertia (corresponding to the inertia of the moving solids), which is desirable in the case of high temperature transition slopes.
この発明を実施することにより温度効果による歪計測誤
差が除去され、ストレインゲージを高温下の対象物に使
用し歪計測することが可能となつたものである。By carrying out the present invention, the strain measurement error due to the temperature effect is eliminated, and the strain gauge can be used for an object under high temperature to measure the strain.
第1図は装置の構成を示す模式の配線図である。 1……要素(ストレインゲージ) 2,3……端子 A,B……リード線 4……計算装置 5……マイクロ電圧計 6……電圧供給源 FIG. 1 is a schematic wiring diagram showing the structure of the apparatus. 1 …… Element (strain gauge) 2,3 …… Terminals A, B …… Lead wire 4 …… Calculator 5 …… Micro voltmeter 6 …… Voltage supply source
Claims (3)
算装置に接続され、歪の表示が該歪応答要素の電気的抵
抗と歪応答要素固定位置の温度を示すものであり、該歪
応答要素と該計算装置が2組の別々のリード線で接続さ
れ、夫々の組のリード線は相互に類似する構成であつ
て、少くとも1組のリード線はサーモカツプルを形成す
るものであり、一の組の類似する2本のリード線は電圧
供給源に接続し、他の組の類似する2本のリード線は歪
応答要素より電気抵抗の高い電圧計に接続されているこ
とを特徴とするストレインゲージ装置。1. A strain response element is connected to a computing device at a position remote from the strain response element, and an indication of strain indicates the electrical resistance of the strain response element and the temperature at a fixed position of the strain response element. The response element and the computing device are connected by two separate leads, each lead having a similar configuration, wherein at least one lead forms a thermocouple. , One set of two similar leads connected to a voltage source and the other set of two similar leads connected to a voltmeter having a higher electrical resistance than the strain responsive element. Strain gauge device.
レーシヨンしたものであり、計算装置にはそのキヤリブ
レーシヨンが入力記憶されているものであることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のストレインゲージ装
置。2. The strain response element is pre-calibrated without distortion, and the calibration is input and stored in the computer. The strain gauge device according to item 1.
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項
記載のストレインゲージ装置。3. The strain gauge device according to claim 1 or 2, wherein the calculation device includes a data storage device.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB868626386A GB8626386D0 (en) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | Strain gauge system |
GB8626386 | 1986-11-05 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6486001A JPS6486001A (en) | 1989-03-30 |
JPH0781813B2 true JPH0781813B2 (en) | 1995-09-06 |
Family
ID=10606810
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27588887A Expired - Lifetime JPH0781813B2 (en) | 1986-11-05 | 1987-11-02 | Strain gauge device |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
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DE (1) | DE3738318A1 (en) |
GB (2) | GB8626386D0 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2245709A (en) * | 1990-06-30 | 1992-01-08 | Rolls Royce Plc | Dual readout temperature and strain sensor combinations |
-
1986
- 1986-11-05 GB GB868626386A patent/GB8626386D0/en active Pending
-
1987
- 1987-11-02 JP JP27588887A patent/JPH0781813B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-11-04 GB GB8725882A patent/GB2197488B/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-11-11 DE DE19873738318 patent/DE3738318A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6486001A (en) | 1989-03-30 |
GB8725882D0 (en) | 1987-12-09 |
GB2197488A (en) | 1988-05-18 |
DE3738318A1 (en) | 1989-05-24 |
GB8626386D0 (en) | 1986-12-03 |
GB2197488B (en) | 1990-03-21 |
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