JPH08105785A - 荷重測定装置 - Google Patents

荷重測定装置

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JPH08105785A
JPH08105785A JP26457894A JP26457894A JPH08105785A JP H08105785 A JPH08105785 A JP H08105785A JP 26457894 A JP26457894 A JP 26457894A JP 26457894 A JP26457894 A JP 26457894A JP H08105785 A JPH08105785 A JP H08105785A
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JP
Japan
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strain gauge
load
strain
attached
load receiving
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Pending
Application number
JP26457894A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Fukuyama
博 福山
Akira Sato
朗 佐藤
靖匡 ▲高▼橋
Yasumasa Takahashi
Kazuhiro Kishino
和弘 岸野
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BRIDGESTONE MEC KK
Bridgestone Corp
Original Assignee
BRIDGESTONE MEC KK
Bridgestone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 2つ一対のひずみゲージを従来のように梁部
の中心線に合わせて貼り付けなくても正確な測定を行
え、梁部へひずみゲージを貼り付ける作業も簡単に行え
るようにする。 【構成】 梁部の側面の一方に貼着される第一のひずみ
ゲージ4と側面の他方に貼着される第二のひずみゲージ
5とから一対のゲージ10を構成し、第一のひずみゲー
ジ4と第二のひずみゲージ5とは、鉛直方向に対して所
定角度α,βを有しかつ鉛直方向の仮想中心線yを挟ん
で線対称となるように配設された2つの抵抗4a,4b
並びに5a,5bをそれぞれ有し、さらに、第一のひず
みゲージ4における抵抗の傾きと第二のひずみゲージ5
における抵抗の傾きとが鉛直方向に関して逆向きとなる
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ひずみゲージを使用
した荷重測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のひずみゲージを使用した荷重測定
装置としては、特開昭51−131659号公報に記載
のものが知られている。これは、車両軸重が加わる荷重
受け部と、この荷重受け部と所定間隔をあけて配設され
かつ測定場所に接地する接地部と、荷重受け部と上記接
地部とを連結して荷重受け部を宙に浮くように支持する
梁部と、この梁部に貼着され荷重受け部に荷重が加わっ
たときこの梁部に作用する剪断力に基づいて車両軸重を
検出するためのひずみゲージとを備えている。このひず
みゲージは、一側面に貼り付けたものは梁部の長手方向
に対し45°傾斜させ、他側面に貼り付けたものは13
5°傾斜させ、梁部両側面のひずみゲージは一側面側か
ら投射して視るとクロスした格好に配置されている。2
つの梁部の各両側面に設けられる4つのひずみゲージ
は、R1 とR2 、R3 とR4 とがそれぞれ梁部両側面で
ペアになっているとき、R1 とR3 とが引張りひずみを
受け、R2 とR4 とが圧縮ひずみを受け、これらのひず
みを各梁部のひずみ量として電気的に増幅して検出す
る。ひずみゲージR1 〜R4 はそれぞれ1つの抵抗を有
している。そして4つの抵抗を有するひずみゲージR1
〜R4 でブリッジ回路を構成してある。1つのゲージに
1つの抵抗では少なくとも2つの梁部を必要とし、測定
の正確性も欠けるため、1つのゲージに2つの抵抗を有
する2つ一対のゲージ(4つの抵抗)でブリッジ回路を
構成し、1つの梁部でも測定可能であり、2以上の梁部
にひずみゲージを設ければ測定も正確に行えるというも
のが開発された。これは、特開昭61−233324号
公報に記載のものであり、1つのひずみゲージが左右対
称の2つの抵抗を備えている。このようなひずみゲージ
を1つの梁部の両側面に貼り付ければ、1つの梁部の個
所でブリッジ回路を構成でき、2つの梁部に2つ一対の
ひずみゲージをそれぞれ貼り付ければ測定精度も向上す
る。2つ一対のひずみゲージにおける抵抗は梁部の両側
面において同一方向に傾斜、例えば荷重作用方向の仮想
中心線を挟んで線対称となる抵抗が両側面において同一
方向に傾斜している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】2つの抵抗を有するひ
ずみゲージを1つの梁部に対しその両側面に2つ一対で
使用した従来例では、梁部の横方向中心線にひずみゲー
ジの横方向中心線を合わせ、かつ梁部の縦方向中心線に
ひずみゲージの2つの抵抗が線対称となるべき中心線を
合わせて梁部にひずみゲージを貼り付けたとしても、こ
れらの中心線は実際の梁部の変形中心とは必ずしも一致
せず、また実際の梁部の変形中心を正確に把握すること
が困難なこともあり、正確な測定ができないという欠点
があった。すなわち、上述した荷重測定装置では、梁部
に加わる剪断力に基づいて測定値を出力し、図中矢印で
示したような曲げ応力に対しては出力がされないものが
好ましく、ここで、図10に示すような2つの抵抗A,
Bを備えたひずみゲージ100の横方向中心線が梁部の
横方向の変形中心に一致して設けてあれば、梁部に曲げ
応力が作用したとき上半分の抵抗A1 と下半分の抵抗A
2 とで圧縮成分と伸び成分とを打消し、同じく抵抗B1
とB2 とで打消すことができるが、実際には、梁部の変
形中心に対しゲージの横方向中心線が上下方向にずれて
いたり、あるいは傾いていたりする場合があって、A1
とA2 およびB1 とB2 とで打消すことができずに誤差
を生ずる。曲げの中心線がずれたとき、曲げモーメント
を考慮してA=1に対してB=0.9と仮定し、A1
2 ≠B1 :B2 で、AはBより圧縮成分が強く仮りに
10%マイナスになったとすれば、Aは−0.1とな
り、Bは逆に伸び成分が強く10%プラスになったとす
れば、Bは+0.09となる。このひずみゲージ100
と同じひずみゲージ(抵抗C,Dを備える)を梁部の裏
側へ貼ったとき、Bの裏側位置にあるCとAとが、また
Aの裏側位置にあるDとBとがそれぞれ接続されてブリ
ッジ回路を構成し、A=−0.1,B=0.09,C=
0.09,D=−0.1となり、トータルゲインGは−
0.02となり、この曲げ成分の残りが誤差として出て
くる。荷重点が梁部から離れるほど曲げモーメントが増
大し結果として、偏荷重による誤差が大きくなる。従っ
て正確な測定が可能となる位置に2つのひずみゲージを
貼り付けようとしてもその作業は困難であった。
【0004】そこで、この発明は、2つ一対のひずみゲ
ージを梁部の変形中心に合わせて貼り付けなくても正確
な測定を行え、梁部へひずみゲージを貼り付ける作業も
簡単な荷重測定装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、この発明は、測定対象物の荷重が加わる荷重受け部
と、この荷重受け部と所定間隔をあけて配設されかつ測
定場所に接地する接地部と、上記荷重受け部と上記接地
部とを連結して荷重受け部を宙に浮くように支持する二
本の梁部と、この梁部に貼着され上記荷重受け部に荷重
が加わったときこの梁部に作用する剪断力に基づいて測
定対象物の荷重を検出するためのひずみゲージとを備え
た荷重測定装置において、上記ひずみゲージは、上記梁
部の側面の一方に貼着される第一のひずみゲージと側面
の他方に貼着される第二のひずみゲージとからなり、上
記第一のひずみゲージと第二のひずみゲージとは、鉛直
方向に対して所定角度α,βを有しかつ鉛直方向の仮想
中心線を挟んで線対称となるように配設された2つの抵
抗をそれぞれ有し、さらに、上記第一のひずみゲージに
おける抵抗の傾きと上記第二のひずみゲージにおける抵
抗の傾きとが鉛直方向に関して逆向きとなるものであ
る。
【0006】
【作用】この発明では、1つの梁部の表裏(両側面)に
貼り付けられる2つで一対のひずみゲージ(第一及び第
二ひずみゲージ)の各抵抗が表と裏とでは反対に傾斜し
て配置されているので、ゲージの中心線が梁部のゲージ
の中心線に合っていなくても表裏で向い合った抵抗同士
で曲げ応力を打消し、測定誤差をなくすことができる。
また、表裏のひずみゲージの中心線同士を合わせておけ
ば、梁部の変形の中心線との関係は無視してもよいた
め、貼り付け作業も手間を要せずに簡単に行える。
【0007】
【実施例】以下に、この発明の好適な実施例を図面を参
照にして説明する。
【0008】図1において、測定対象物の荷重が加わる
荷重受け部1と、この荷重受け部1と所定間隔をあけて
配設されかつ測定場所に接地する接地部2と、荷重受け
部1と接地部2とを連結して荷重受け部1を宙に浮くよ
うに支持する梁部3と、この梁部3に貼着され荷重受け
部1に荷重が加わったときこの梁部3に作用する剪断力
に基づいて測定対象物の荷重を検出するためのひずみゲ
ージ4,5とを備えている。ひずみゲージ4,5は梁部
3の側面の一方に貼着される第一のひずみゲージ4と側
面の他方に貼着される第二のひずみゲージ5とからな
り、第一のひずみゲージ4は荷重作用方向に対して所定
角度α,βを有しかつ荷重作用方向の仮想中心線yを挟
んで線対称となるように配設された2つの抵抗4a,4
bを有している。また、図2に示すように、第二のひず
みゲージ5も第一のひずみゲージ4と同様に仮想中心線
yを挟んで線対称となるように配設された2つの抵抗5
a,5bを有している。図1及び図2において符号xは
梁部3の横方向中心線を示す。横方向中心線xと荷重作
用方向の仮想中心線yに対し第一及び第二のひずみゲー
ジ4,5はそれぞれ縦方向並びに横方向の中心線を一致
するように梁部3に貼着する。従って、梁部の変形中心
が中心線x,y、すなわちひずみゲージ4,5のそれぞ
れの縦並びに横の中心線と一致していなくとも、ひずみ
ゲージ4,5の縦横の中心線同士は合わせておくように
貼着される。図3及び図4に示すように荷重作用方向に
対して所定角度α,βを抵抗4a,4b並びに5a,5
bが有しており、第一のひずみゲージ4における所定角
度αと第二のひずみゲージ5における所定角度βとの関
係は、ほぼβ=180°−αとなるようにしてある。さ
らに、抵抗4aは梁部3を挟んで対向位置に貼着される
抵抗5bと接続され、また、抵抗4bは梁部3を挟んで
対向位置に貼着される抵抗5aと接続されてブリッジ回
路が構成される。このような関係にすることにより、曲
げの中心がずれている場合であっても、4aと4bで4
a=1に対して曲げモーメントを考慮し、4b=0.9
と仮定し、4aの上半分:4aの下半分≠4bの上半
分:4bの下半分で4aは4bより圧縮成分が強く仮り
に10%マイナスになったとすれば、4aは−0.1と
なり、4bは逆に伸び成分が強く10%プラスになった
とすると4bは+0.09となる。さらに、二つの歪み
ゲージの縦の中心線は一致しているため、抵抗5aと5
bとの関係は、抵抗4aと4bとの関係と同様な曲げモ
ーメントの影響を受け、5a=+0.09,5b=−
0.1となり、このときの曲げと剪断については次の表
の如くなる。
【0009】
【表1】
【0010】表中Gはトータルゲインを示し、G=4a
+5a−4b−5bとなる。梁部3の第二のひずみゲー
ジ5は梁部3の表側に貼着された第一のひずみゲージ4
とは上下逆に貼着することにより、4aと5b、4bと
5aとがそれぞれ出力を打ち消し合って曲げの影響を受
けなくなる。
【0011】図5はこの荷重測定装置の一実施例を示す
平面図であり、2本の梁部3で荷重受け部1と接地部2
とをつないでいる。2本の梁部3に対しそれぞれ表裏
(両側面)にひずみゲージ4,5を貼着してある。1つ
の梁部3の両側面に接着されるひずみゲージ4,5は、
図7に示すように接続して一対のゲージ10を構成して
いる。一対のゲージ10(第一及び第二ひずみゲージ
4,5)にはそれぞれ抵抗4a,4b,5a,5bがあ
り、抵抗4a,4bは荷重方向に対して135°傾斜し
て配置され、抵抗5a,5bは荷重方向に対して45°
傾斜して配置されている。一対のゲージ10は、2つの
梁部3にそれぞれ設けられて、図8に示されるように結
線されている。一定の電圧が各一対のゲージ10に印加
されていて、荷重受け部1に荷重が作用すると、2つの
ゲージ10から出力される電圧の総和の平均値が増幅器
で増幅されて出力され、これを表示器でディジタル表示
するようになっている。
【0012】図9は酸素ボンベ11をこの荷重測定装置
を用いて測定する場合を示す斜視図であり、この装置2
0は図5に示すような装置を内蔵したものであり、表面
にはゴムを被覆してある。この装置20とケーシング2
1とはケーブル22でつながれ、ケーシング21内には
図示しない電源,増幅器,表示器等を内蔵してある。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、鉛直方向に対して所定角度α,βを有しかつ鉛直方
向の仮想中心線を挟んで線対称となるように配設された
2つの抵抗を有する第一のひずみゲージと第二のひずみ
ゲージとを梁部の両側面に貼着し、第一のひずみゲージ
における抵抗の傾きと第二のひずみゲージにおける抵抗
の傾きとの関係が鉛直方向に関して逆向きとなるように
してあるため、梁部の変形中心に対応するよう正確な位
置に一対のひずみゲージを貼着しなくても、正確な測定
が可能となる。また、正確な位置にひずみゲージを貼着
するという困難な作業をしなくてもよく、梁部の両側面
の同じ位置に第一のひずみゲージ及び第二のひずみゲー
ジを貼着する作業は簡単に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の好適な実施例を示す梁部の一側面か
ら見た図。
【図2】図1の梁部の反対側から見た図。
【図3】第一のひずみゲージの2つの抵抗の鉛直方向に
対する角度α,βを説明する図。
【図4】第二のひずみゲージの図3と同様の図。
【図5】荷重測定装置の一例を示す平面図。
【図6】図5のX−X線断面図。
【図7】一対のひずみゲージの結線図。
【図8】図5に示す実施例におけるひずみゲージの結線
図。
【図9】酸素ボンベを測定するようにした装置を示す斜
視図。
【図10】従来のひずみゲージを示す正面略図。
【符号の説明】
1 荷重受け部 2 接地部 3 梁部 4 第一のひずみゲージ 5 第二のひずみゲージ 4a,4b 抵抗 5a,5b 抵抗 y 荷重作用方向の仮想中心線 10 一対のゲージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸野 和弘 東京都豊島区池袋2−33−2

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 測定対象物の荷重が加わる荷重受け部
    と、この荷重受け部と所定間隔をあけて配設されかつ測
    定場所に接地する接地部と、上記荷重受け部と上記接地
    部とを連結して荷重受け部を宙に浮くように支持する二
    本の梁部と、この梁部に貼着され上記荷重受け部に荷重
    が加わったときこの梁部に作用する剪断力に基づいて測
    定対象物の荷重を検出するためのひずみゲージとを備え
    た荷重測定装置において、 上記ひずみゲージは、上記梁部の側面の一方に貼着され
    る第一のひずみゲージと側面の他方に貼着される第二の
    ひずみゲージとからなり、 上記第一のひずみゲージと第二のひずみゲージとは、鉛
    直方向に対して所定角度α,βを有しかつ鉛直方向の仮
    想中心線を挟んで線対称となるように配設された2つの
    抵抗をそれぞれ有し、 さらに、上記第一のひずみゲージにおける抵抗の傾きと
    上記第二のひずみゲージにおける抵抗の傾きとが鉛直方
    向に関して逆向きとなることを特徴とする荷重測定装
    置。
JP26457894A 1994-10-04 1994-10-04 荷重測定装置 Pending JPH08105785A (ja)

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JP26457894A JPH08105785A (ja) 1994-10-04 1994-10-04 荷重測定装置

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JP (1) JPH08105785A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007255899A (ja) * 2006-03-20 2007-10-04 Nissan Motor Co Ltd サスペンション車体間入力荷重測定装置
JP2011099851A (ja) * 2009-11-03 2011-05-19 Pegatron Corp 手荷物ケース付属品
KR20200026020A (ko) * 2018-08-31 2020-03-10 나인보트 (베이징) 테크 컴퍼니 리미티드 저항 스트레인 게이지, 감응모듈, 힘 센서와 스쿠터

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007255899A (ja) * 2006-03-20 2007-10-04 Nissan Motor Co Ltd サスペンション車体間入力荷重測定装置
JP2011099851A (ja) * 2009-11-03 2011-05-19 Pegatron Corp 手荷物ケース付属品
KR20200026020A (ko) * 2018-08-31 2020-03-10 나인보트 (베이징) 테크 컴퍼니 리미티드 저항 스트레인 게이지, 감응모듈, 힘 센서와 스쿠터

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