KR101892259B1 - A Cantilever Type of a Strain Gauge for Compensating a Temperature difference - Google Patents

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Abstract

본 발명은 온도 보상 캔틸레버 구조의 인장 측정기에 관한 것이고, 구체적으로 온도가 인장에 미치는 영향의 측정이 가능한 온도 보상 캔틸레버 구조의 인장 측정기에 관한 것이다. 온도 보상 캔틸레버 구조의 인장 측정기는 각각이 캔틸레버 구조로 연장되는 다수 개의 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123); 각각의 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)에 설치되는 응력 게이지(141, 142, 143); 적어도 하나의 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)에 연결된 온도 조절 유닛(13); 응력 게이지(141, 142, 143)에 연결된 브리지 회로(16); 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)에 가해지는 하중 및 온도에 따른 브리지 회로(16)의 전류 또는 압력 변화를 탐지하는 전류 탐지 유닛(17); 및 전류 탐지 유닛(17)과 온도 조절 유닛(13)의 작동을 제어하는 제어 유닛(11)을 포함한다.The present invention relates to a tensile measuring instrument with a temperature compensated cantilever structure, and more particularly to a tensile measuring instrument with a temperature compensating cantilever structure capable of measuring the influence of temperature on tensile force. The temperature-compensating cantilever-type tensile tester includes a plurality of cantilever measurement specimens 121, 122, 123 each extending in a cantilever structure; Stress gauges (141, 142, 143) installed on the respective cantilever measurement specimens (121, 122, 123); A temperature control unit (13) connected to at least one cantilever measurement specimen (121, 122, 123); A bridge circuit (16) connected to the stress gauges (141, 142, 143); A current detection unit (17) for detecting a current or pressure change of the bridge circuit (16) according to a load and a temperature applied to the cantilever measurement specimens (121, 122, 123); And a control unit 11 for controlling the operation of the current detection unit 17 and the temperature regulation unit 13.

Description

온도 보상 캔틸레버 구조의 인장 측정기{A Cantilever Type of a Strain Gauge for Compensating a Temperature difference} [0001] The present invention relates to a temperature compensating cantilever type tensile tester,

본 발명은 온도 보상 캔틸레버 구조의 인장 측정기에 관한 것이고, 구체적으로 온도가 인장에 미치는 영향의 측정이 가능한 온도 보상 캔틸레버 구조의 인장 측정기에 관한 것이다. The present invention relates to a tensile measuring instrument with a temperature compensated cantilever structure, and more particularly to a tensile measuring instrument with a temperature compensating cantilever structure capable of measuring the influence of temperature on tensile force.

인장 강도(Tensile Strength)는 재료의 기계적 강도를 나타내고, 가해진 하중에 따른 시편의 변형률을 측정하여 인장 강도가 구해질 수 있다. 재료에 하중이 가해지는 형태에 따라 압축 강도, 굽힘 강도, 비틀림 강도 또는 인장 강도가 구해질 수 있고, 각각의 강도는 인장 강도와 관련성을 가지므로 일반적으로 인장 강도가 표준이 된다. 인장 강도의 측정을 위한 다양한 측정기가 이 분야에 공지되어 있다.Tensile Strength represents the mechanical strength of the material, and the tensile strength can be determined by measuring the strain of the specimen with the applied load. Compression strength, bending strength, torsional strength or tensile strength can be obtained depending on the type of load applied to the material, and each strength is related to the tensile strength, so the tensile strength is generally standard. A variety of measuring devices for measuring tensile strength are known in the art.

특허공개번호 제10-2003-0010229호는 인장시편의 표준구간의 상하부에 각각 고정되며, 대향하는 두 개의 V블록 구조의 조(jaw)가 형성된 수평 형태의 조 몸체와, 상기 두 개의 조 몸체를 연결하기 위해 한쪽 조 몸체 양쪽에 부여되는 축 봉과, 상기 조가 인장시편의 단면 축소에 따라 탄력적으로 시편에 밀착 고정되기 위한 압축 수단을 포함하는 상하 표점 지그와; 상기 상하 표점 지그의 수평 및 평행 이동을 위하여 상기 상하 표점 지그에 연결되는 표점 지그의 수평 및 평행 유지 수단과; 상기 하부 표점 지금에 좌우로 설치되어 한 쌍의 신형 가변 편차 변형 장치를 포함하는 대구경 인장 시편의 길이 변형률 측정 장치에 대하여 개시한다. Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2003-0010229 discloses a horizontal type tubular body fixed to upper and lower portions of a standard section of a tensile specimen and having a pair of opposed two V block structures, An upper and lower barrel jig including a barrel to be attached to both sides of the barrel to connect the barrel to the barrel and a compression unit for elastically fixing the barrel to the barrel in accordance with the reduction of the section of the barrel; Horizontal and parallel holding means of a centering jig connected to the upper and lower centering jig for horizontal and parallel movement of the upper and lower centering jig; A longitudinal strain gauge of a large-diameter tensile specimen including a pair of new-type variable deformation straining devices installed laterally to the lower gauge point.

특허공개번호 제10-2010-0123437호는 로딩 포인트가 가공되는 상부 프레임과; 상기 상부 프레임의 로딩 포인트에 장착되는 액추에이터와; 상기 액추에이터의 하단에 한쪽 끝 부분이 장착되고, 다른 쪽 끝 부분은 상기 상부 프레임을 관통하는 로드 셀과; 상기 로드 셀의 하당에 장착되는 제1 시편 홀더와; 상기 제1 시편 홀더와 대향되는 방향에 위치하는 제2 시편 홀더와; 상기 제2 시편 홀더가 장착되는 하부 프레임과; 상기 하부 프레임과 상부 프레임에 관통되어 고정되는 지지 바; 및 상기 지지 바의 중간 부분에 관통되어 다수 적층되는 스페이스 블록을 포함하는 압축 및 인장 강도 측정 장치에 대하여 개시한다. Patent Publication No. 10-2010-0123437 discloses an image forming apparatus including an upper frame on which a loading point is processed; An actuator mounted on a loading point of the upper frame; A load cell having one end mounted on a lower end of the actuator and the other end passing through the upper frame; A first specimen holder mounted on a lower side of the load cell; A second specimen holder positioned in a direction opposite to the first specimen holder; A lower frame on which the second specimen holder is mounted; A support bar penetratingly fixed to the lower frame and the upper frame; And a space block passing through the intermediate portion of the support bar and stacked on the plurality of spacer blocks.

물체의 인장 측정은 가해지는 압력 또는 하중에 기초하여 이루어질 수 있지만 동일한 하중 또는 압력이 가해지면서 환경 조건이 달라지면 인장 길이가 달라질 수 있다. 예를 들어 온도에 따라 동일 하중에서 서로 다른 인장 길이를 나타낼 수 있다. 그러므로 적절하게 온도 보상이 될 수 있도록 인장 측정이 될 필요가 있다. 상기 선행기술은 이와 같은 온도 보상이 가능한 인장 측정기에 대하여 개시하지 않는다. Tensile measurements of an object can be made based on applied pressure or load, but tensile length can vary if environmental conditions change with the same load or pressure applied. For example, different tensile lengths can be shown at the same load depending on temperature. Therefore, tensile measurements need to be made to ensure proper temperature compensation. The prior art does not disclose such a temperature-compensatable tensile measuring instrument.

본 발명은 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다. The present invention has been made to solve the problems of the prior art and has the following purpose.

선행기술 1: 특허공개번호 제10-2003-0010229호(한국전력공사, 2003년02월05일 공개) 대구경 인장시편 길이 변형률 측정 장치Prior Art 1: Patent Publication No. 10-2003-0010229 (published by Korea Electric Power Corporation, Feb. 05, 2003) Large diameter tensile specimen length strain measuring device 선행기술 2: 특허공개번호 제10-2010-0123437호(한국항공우주산업 주식회사, 2010년11월24일 공개) 압축 및 인장 강도 측정 장치Prior Art 2: Patent Publication No. 10-2010-0123437 (published by Korea Aerospace Industries, Inc. on Nov. 24, 2010) Compression and tensile strength measuring device

본 발명의 목적은 온도 변화에 따른 인장 길이의 변화를 측정하면서 그에 따른 보상이 가능하도록 하는 온도 보상 캔틸레버 구조의 인장 측정기를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a tensile measuring instrument of a temperature compensating cantilever structure capable of compensating for a change in tensile length according to a temperature change.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 온도 보상 캔틸레버 구조의 인장 측정기는 각각이 캔틸레버 구조로 연장되는 다수 개의 캔틸레버 측정 시편; 각각의 캔틸레버 측정 시편에 설치되는 응력 게이지; 적어도 하나의 캔틸레버 측정 시편에 연결된 온도 조절 유닛; 응력 게이지에 연결된 브리지 회로; 캔틸레버 측정 시편에 가해지는 하중 및 온도에 따른 브리지 회로의 전류 또는 압력 변화를 탐지하는 전류 탐지 유닛; 및 전류 탐지 유닛과 온도 조절 유닛의 작동을 제어하는 제어 유닛을 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, a tensile measuring instrument of a temperature compensated cantilever structure includes a plurality of cantilever measurement specimens each extending in a cantilever structure; A stress gauge installed in each cantilever measurement specimen; A temperature control unit connected to at least one cantilever measurement specimen; A bridge circuit connected to the stress gauge; A current detection unit for detecting current or pressure change of the bridge circuit according to a load and a temperature applied to the cantilever measurement specimen; And a control unit for controlling the operation of the current detection unit and the temperature regulation unit.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 각각의 캔틸레버 측정 시편은 동일한 길이로 연장된 판형 구조로 만들어지고, 브리지 회로는 휘스톤브리지가 된다.According to another preferred embodiment of the present invention, each of the cantilever measurement specimens is made into a plate-like structure extending to the same length, and the bridge circuit becomes a Wheatstone bridge.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 각각의 캔틸레버 측정 시편에 분리 가능하도록 결합되는 하중 수단을 더 포함한다. According to another preferred embodiment of the present invention, the apparatus further comprises load means detachably coupled to each of the cantilever measurement specimens.

본 발명에 따른 인장 측정기는 동일 하중이 가해지는 상태에서 서로 다른 온도가 인장 길이에 미치는 영향의 측정이 가능하도록 하면서 이와 함께 보상이 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 인장 측정기는 브리지 회로에 의하여 변형 수준을 탐지하는 것에 의하여 정밀한 측정이 가능하도록 한다. 또한 본 발명에 따른 인장 측정기는 온도에 따른 다양한 인장 길이 및 보상 하중에 대한 데이터의 생성에 의하여 교육 용도로 적합하게 적용될 수 있다. The tensile measuring instrument according to the present invention makes it possible to measure the effect of different temperatures on the tensile length under the same load, and compensate the same. The tensile measuring apparatus according to the present invention enables precise measurement by detecting a strain level by a bridge circuit. Also, the tensile measuring apparatus according to the present invention can be suitably applied for training by generating data on various tensile lengths and compensating loads according to temperature.

도 1은 본 발명에 따른 인장 측정기 구조의 실시 예를 블록 다이어그램으로 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 캔틸레버 구조의 인장 측정기의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 캔틸레버 인장 측정기의 적용 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 인장 측정기에 적용되는 측정 회로의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 인장 측정기의 작동 방법의 실시 예를 도시한 것이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 shows a block diagram of an embodiment of a tensile tester structure according to the present invention.
2A and 2B illustrate an embodiment of a tensile measuring instrument of a cantilever structure according to the present invention.
FIG. 3 shows an embodiment of an application structure of a cantilever tensile measuring instrument according to the present invention.
4 shows an embodiment of a measuring circuit applied to a tensile measuring instrument according to the present invention.
5 shows an embodiment of a method of operating a tensile measuring instrument according to the present invention.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto. In the following description, components having the same reference numerals in different drawings have similar functions, so that they will not be described repeatedly unless necessary for an understanding of the invention, and the known components will be briefly described or omitted. However, It should not be understood as being excluded from the embodiment of Fig.

도 1은 본 발명에 따른 인장 측정기 구조의 실시 예를 블록 다이어그램으로 도시한 것이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 shows a block diagram of an embodiment of a tensile tester structure according to the present invention.

도 1을 참조하면, 캔틸레버 구조의 인장 측정기는 각각이 캔틸레버 구조로 연장되는 다수 개의 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123); 각각의 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)에 설치되는 응력 게이지(141, 142, 143); 적어도 하나의 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)에 연결된 온도 조절 유닛(13); 응력 게이지(141, 142, 143)에 연결된 브리지 회로(16); 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)에 가해지는 하중 및 온도에 따른 브리지 회로(16)의 전류 또는 압력 변화를 탐지하는 전류 탐지 유닛(17); 및 전류 탐지 유닛(17)과 온도 조절 유닛(13)의 작동을 제어하는 제어 유닛(11)을 포함한다. Referring to FIG. 1, a tensile tester of a cantilever structure includes a plurality of cantilever measurement specimens 121, 122, 123 each extending in a cantilever structure; Stress gauges (141, 142, 143) installed on the respective cantilever measurement specimens (121, 122, 123); A temperature control unit (13) connected to at least one cantilever measurement specimen (121, 122, 123); A bridge circuit (16) connected to the stress gauges (141, 142, 143); A current detection unit (17) for detecting a current or pressure change of the bridge circuit (16) according to a load and a temperature applied to the cantilever measurement specimens (121, 122, 123); And a control unit 11 for controlling the operation of the current detection unit 17 and the temperature regulation unit 13.

캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)은 판 형상으로 정해진 길이만큼 연장되는 구조를 가질 수 있고, 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)은 한쪽 끝은 고정 프레임에 고정되고, 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)의 다른 끝에 하중 또는 압력이 인가될 수 있다. 그리고 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)의 한쪽 끝에 가해지는 하중 또는 압력에 따라 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)이 인장될 수 있다. 다수 개의 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)은 예를 들어 3개가 될 수 있고, 동일한 구조로 만들어질 수 있다. 다수 개의 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)의 각각은 온도 조절 유닛(13)에 의하여 온도 조절이 되거나 또는 온도 조절이 되지 않은 상태로 유지될 수 있다. 다수 개의 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)의 각각에 응력 게이지(141, 142, 143)가 배치될 수 있다. 응력 게이지(141, 142, 143)는 가해지는 하중에 따라 인장의 측정이 가능한 다양한 위치에 배치될 수 있고, 예를 들어 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)의 중간 부분을 기준으로 양쪽으로 인장되는 구조로 설치될 수 있다. 응력 게이지(141, 142, 143)는 예를 들어 광섬유 응력 측정 게이지 또는 전자 측정 게이지가 될 수 있고, 응력 게이지(141, 142, 143)에서 측정된 값은 전기 신호로 변환될 수 있다. 그리고 전기 신호는 증폭이 되어 전압 또는 전류 신호로 변환되어 브리지 회로(16)로 전송될 수 있다. 예를 들어 브리지 회로(16)는 휘스톤브리지(Wheatstone Bridge) 회로와 같은 것이 될 수 있고, 다수 개의 응력 게이지(141, 142, 143)는 각각 휘스톤브리지의 서로 다른 브리지에 연결될 수 있다. 예를 들어 1, 2 응력 게이지(141, 142)는 각각 하나의 브리지(Quater Bridge)(151)에 연결되고, 3 응력 게이지(143)는 두 개의 브리지(Half Bridge)(152)에 연결될 수 있다. 이와 같이 3개의 응력 게이지(141, 142, 143)에 의하여 하나의 휘스톤브리지 회로와 같은 서로 다른 응력을 나타내는 응력 게이지(141, 142, 143)의 탐지가 가능한 브리지 회로(16)가 형성될 수 있다. 서로 다른 응력을 나타내는 응력 게이지(141, 142, 143)에 의하여 탐지되는 전류 또는 전압의 탐지를 위한 전류 탐지 유닛(17)이 배치될 수 있다. 예를 들어 전류 탐지 유닛(17)은 브리지 회로(16)에서 전류의 흐름을 탐지하여 제어 유닛(11)으로 전송할 수 있다. 제어 유닛(11)은 전송된 정보에 기초하여 전류의 흐름이 응력의 차이로 인한 것인지 또는 다른 원인으로 인한 것인지 여부를 판단할 수 있다. 또한 전류의 크기에 따른 응력의 차이를 산출할 수 있다. 다양한 온도의 차이로부터 발생되는 응력의 차이를 산출하여 결과를 데이터베이스(18)에 저장할 수 있다. The cantilever measurement specimens 121, 122 and 123 may have a structure extending in a plate shape by a predetermined length. One end of each of the cantilever measurement specimens 121, 122 and 123 is fixed to the fixed frame. 122, 123 may be applied with a load or pressure. The cantilever measurement specimens 121, 122 and 123 can be tensioned according to the load or pressure applied to one end of the cantilever measurement specimens 121, 122 and 123. The plurality of cantilever measurement specimens 121, 122, and 123 may be, for example, three and may be made to have the same structure. Each of the plurality of cantilever measurement specimens 121, 122, and 123 may be temperature-controlled by the temperature control unit 13 or may not be temperature-controlled. Stress gauges 141, 142 and 143 may be disposed on each of the plurality of cantilever measurement specimens 121, 122 and 123. The stress gauges 141, 142, and 143 may be disposed at various positions capable of measuring the tensile force according to the applied load. For example, the stress gauges 141, 142, and 143 may be tensioned on both sides of the center portion of the cantilever measurement specimens 121, As shown in FIG. The stress gauges 141, 142 and 143 may be, for example, fiber optic stress gauges or electronic gauges, and the values measured at the stress gauges 141, 142 and 143 may be converted into electrical signals. The electric signal may be amplified and converted into a voltage or current signal and transmitted to the bridge circuit 16. [ For example, the bridge circuit 16 may be a Wheatstone Bridge circuit, and the plurality of stress gauges 141, 142, 143 may be connected to different bridges of the Wheatstone bridge, respectively. For example, one or two stress gauges 141 and 142 may be connected to one quater bridge 151 and three stress gauges 143 may be connected to two bridges 152 . The three stress gauges 141, 142 and 143 can form a bridge circuit 16 capable of detecting stress gauges 141, 142 and 143 exhibiting different stresses such as one Wheatstone bridge circuit have. A current detection unit 17 may be arranged for detection of a current or voltage detected by stress gauges 141, 142 and 143 exhibiting different stresses. For example, the current detection unit 17 may detect the flow of current in the bridge circuit 16 and transmit it to the control unit 11. The control unit 11 can determine whether the current flow is due to a difference in stress or due to another cause based on the transmitted information. It is also possible to calculate the difference in stress depending on the magnitude of the current. It is possible to calculate the difference of the stresses arising from the difference of the various temperatures and to store the result in the database 18. [

다양한 형태의 브리지 회로 다른 탐지 회로가 본 발명에 따른 온도 조절에 따른 응력 또는 인장력의 차이를 산출하기 위하여 인장 측정기에 적용될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. 또한 캔틸레버 구조의 측정 시편(121, 122, 123)은 다양한 프레임에 고정될 수 있다. Various types of bridge circuits Other detection circuits can be applied to a tensile tester to produce a difference in stress or tensile force due to temperature control according to the present invention, and the present invention is not limited to the embodiments shown. Also, the measurement specimens 121, 122, and 123 having a cantilever structure can be fixed to various frames.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 캔틸레버 구조의 인장 측정기의 실시 예를 도시한 것이다. 2A and 2B illustrate an embodiment of a tensile measuring instrument of a cantilever structure according to the present invention.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)은 지면에 고정될 수 있는 구조를 가진 베이스 프레임(21, 21c) 및 베이스 프레임(21, 21c)에 대하여 수직으로 연장되는 수직 고정 부재(22, 22c)에 의하여 한쪽 끝이 고정될 수 있다. 그리고 다른 끝에 하중 수단(23a, 23b, 23c)이 분리 가능하도록 결합될 수 있다. 도 2a에 도시된 실시 예에서 두 개의 캔틸레버 측정 시편(121, 122)이 동일한 프레임에 고정되고, 도 2b에 도시된 실시 예에서 하나의 캔틸레버 측정 시편(123)이 다른 프레임에 고정될 수 있다. 두 개의 캔틸레버 측정 시편(121, 122)과 하나의 캔틸레버 측정 시편(123)은 각각 수직 고정 부재(22, 22c)의 위쪽 끝의 고정 유닛(25, 25c)에 의하여 한쪽 끝이 고정될 수 있다. 각각의 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)은 수평 방향으로 연장될 수 있다. 각각의 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)의 한쪽 끝에 하중 수단(23a, 23b, 23b)이 분리 가능하도록 결합될 수 있다. 각각의 하중 수단(23a, 23b, 23c)은 선형으로 연장되는 하중 인가 부재(233)의 한쪽 끝에 고정될 수 있고, 하중 인가 부재(233)의 다른 끝은 체결 커넥터(241, 242, 243)에 의하여 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)의 한쪽 끝 부분에 분리 가능하도록 고정될 수 있다. 그리고 스트레인 게이지 또는 응력 측정 유닛이 각각의 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)에 설치될 수 있고, 적어도 하나의 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)에 온도 조절 수단이 연결될 수 있다. 2A and 2B, the cantilever measurement specimens 121, 122, and 123 include base frames 21 and 21c having a structure that can be fixed to the ground, and base frames 21 and 21c extending vertically to the base frames 21 and 21c One end can be fixed by the vertical fixing members 22, 22c. And at the other end the load means 23a, 23b, 23c can be detachably coupled. In the embodiment shown in FIG. 2A, two cantilever measurement specimens 121 and 122 are fixed to the same frame, and in the embodiment shown in FIG. 2B, one cantilever measurement specimen 123 can be fixed to another frame. The two cantilever measurement specimens 121 and 122 and one cantilever measurement specimen 123 can be fixed at one end by the fixing units 25 and 25c at the upper ends of the vertical fixing members 22 and 22c, respectively. Each of the cantilever measurement specimens 121, 122, and 123 may extend in the horizontal direction. The load means 23a, 23b, 23b may be removably coupled to one end of each of the cantilever measurement specimens 121, 122, The other end of the load applying member 233 may be fixed to one end of the linearly extending load applying member 233 and the other end of the load applying member 233 may be fixed to the connecting connectors 241, 122, and 123. The cantilever measurement specimens 121, 122, and 123 may be detachably attached to one ends of the cantilever measurement specimens 121, 122, and 123, respectively. A strain gauge or a stress measuring unit may be installed in each of the cantilever measurement specimens 121, 122 and 123 and a temperature regulating means may be connected to at least one of the cantilever measurement specimens 121, 122 and 123.

도 3은 본 발명에 따른 캔틸레버 인장 측정기의 적용 구조의 실시 예를 도시한 것이다. FIG. 3 shows an embodiment of an application structure of a cantilever tensile measuring instrument according to the present invention.

도 3을 참조하면, 두 개의 캔틸레버 측정 시편(121, 122)이 하나의 프레임에 설치되고, 다른 하나의 캔틸레버 측정 시편(123)이 다른 하나의 프레임에 설치될 수 있다. 그리고 각각의 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)에 스트레인 게이지(31a, 31b, 31c)가 배치될 수 있고, 각각의 스트레인 게이지(31a, 31b, 31c)는 발생되는 응력 변화에 따른 전기 신호를 발생시킬 수 있다. 발생된 전기 신호는 통신 케이블을 통하여 적절한 탐지 유닛으로 전송될 수 있다. 예를 들어 스트레인 게이지(31a, 31b, 31c)에서 발생된 신호는 브리지 회로로 전송되거나, 브리지 회로의 하나 또는 두 개의 브리지 저항을 형성할 수 있다. 예를 들어 1 응력 게이지(31a)와 연결된 1 도전체(32a)는 1 쿼터 브리지를 형성하고, 2 응력 게이지(31b)와 연결된 2 도전체(32b)는 2 쿼터 브리지를 형성할 수 있다. 그리고 3 응력 게이지(31c)와 연결된 3 도전체(32c)는 하프 브리지를 형성할 수 있다. 이와 같은 방법으로 휘스톤브리지가 형성될 수 있고, 휘스톤브리지에 전류 탐지 유닛이 연결될 수 있다. 휘스톤브리지는 예시적인 것으로 다양한 형태의 브리지 구조가 만들어질 수 있다. Referring to FIG. 3, two cantilever measurement specimens 121 and 122 may be installed in one frame, and another cantilever measurement specimen 123 may be installed in another frame. Strain gauges 31a, 31b and 31c can be arranged on the respective cantilever measurement specimens 121, 122 and 123 and each strain gage 31a, 31b and 31c can generate an electric signal corresponding to the generated stress change . The generated electrical signal can be transmitted to the appropriate detection unit via the communication cable. For example, the signals generated by the strain gauges 31a, 31b, and 31c may be transmitted to a bridge circuit or may form one or two bridge resistors of the bridge circuit. For example, one conductor 32a connected to one stress gauge 31a forms a one-quarter bridge and two conductors 32b connected to two stress gauges 31b can form a two-quarter bridge. And the three conductors 32c connected to the three stress gages 31c may form a half bridge. In this way, a Wheatstone bridge can be formed and a current detection unit can be connected to the Wheatstone bridge. Wheatstone bridges are exemplary and various types of bridge structures can be made.

스트레인 게이지(31a, 31b, 31c)의 응력은 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)으로부터 발생되거나 또는 하중 수단(23a, 23b, 23c)으로부터 발생될 수 있다. 또한 스트레인 게이지(31a, 31b, 31c)의 응력은 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)의 온도에 따라 발생될 수 있다. 각각의 하중 수단(23a, 23b, 23c)은 동일한 무게를 가진 추와 같은 것이 될 수 있고, 하중 수단(23a, 23b, 23c)은 실린더 형상이 되면서 하중 인가 부재(231, 232, 233)가 삽입되는 삽입 틈(235)을 가질 수 있다. 하중 인가 부재(231, 232, 233)는 실린더 형상의 하중 수단(23a, 23b, 23c)의 길이 방향의 중심선을 따라 연장되는 형상을 가질 수 있고, 하중 인가 부재(231, 232, 233)의 위쪽에 체결 커넥터(241, 242, 243)가 결합될 수 있다. 체결 커넥터(241, 242, 243)는 사각형을 둘러싸는 둘레 벽과 같은 형상을 가질 수 있고, 체결 커넥터(241, 242, 243)에 고정 홀(237)이 형성될 수 있다. 그리고 체결 커넥터(241, 242, 243)가 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)과 접하는 부분에 사각 판형의 가열 패드(236)가 배치될 수 있다. 가열 패드(236)는 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)의 온도를 조절하기 위한 것으로 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)의 위쪽 및 아래쪽 면에 각각 접하도록 체결 커넥터(241, 242, 243)의 위쪽 면 및 아래쪽 면에 각각 배치될 수 있다. 가열 패드(236)는 전도 면과 단열 면의 이중 구조로 이루어질 수 있고, 전도 면이 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)에 접하도록 배치될 수 있다. 각각의 하중 수단(23a, 23b, 23c)은 동일한 구조로 만들어지면서 동일한 질량을 가질 수 있다. 또한 각각의 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)에 온도 탐지 유닛이 배치될 수 있고, 각각의 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)은 서로 다른 온도 조건이 될 수 있다. The stresses of the strain gages 31a, 31b and 31c can be generated from the cantilever measurement specimens 121, 122 and 123 or can be generated from the load means 23a, 23b and 23c. Further, the stresses of the strain gauges 31a, 31b, and 31c can be generated according to the temperatures of the cantilever measurement specimens 121, 122, and 123. Each of the load means 23a, 23b and 23c may be the same weight as the weight and the load means 23a, 23b and 23c are cylindrically shaped and the load applying members 231, 232 and 233 are inserted Lt; RTI ID = 0.0 > 235 < / RTI > The load applying members 231, 232 and 233 may have a shape extending along the longitudinal center line of the cylindrical load means 23a, 23b and 23c, The fastening connectors 241, 242, and 243 can be coupled to each other. The fastening connectors 241, 242 and 243 may have the same shape as the circumferential wall surrounding the quadrangle and the fastening connectors 241, 242 and 243 may be formed with the fastening holes 237. A rectangular heating pad 236 may be disposed at a portion where the fastening connectors 241, 242, and 243 contact the cantilever measurement specimens 121, 122, and 123. The heating pad 236 is for adjusting the temperature of the cantilever measurement specimens 121, 122 and 123 and is used to fix the clamping connectors 241, 242, and 243 to contact the upper and lower surfaces of the cantilever measurement specimens 121, Respectively, on the upper surface and the lower surface, respectively. The heating pad 236 may have a double structure of a conductive surface and a heat insulating surface, and the conductive surface may be disposed in contact with the cantilever measurement specimens 121, 122, and 123. Each of the load means 23a, 23b, 23c may have the same structure and the same mass. Also, a temperature detection unit may be disposed on each of the cantilever measurement specimens 121, 122, and 123, and each of the cantilever measurement specimens 121, 122, and 123 may have different temperature conditions.

도 4는 본 발명에 따른 인장 측정기에 적용되는 측정 회로의 실시 예를 도시한 것이다. 4 shows an embodiment of a measuring circuit applied to a tensile measuring instrument according to the present invention.

도 4를 참조하면, 1 캔틸레버 측정 시편이 1 브리지(C1)를 형성하고, 2 캔틸레버 측정 시편이 2 브리지(C2)를 형성하고 그리고 3 캔틸레버 측정 시편이 3 브리지(C3)를 형성할 수 있다. 그리고 서로 다른 브리지(C1, C2, C3)는 전기적으로 연결되어 휘스톤브리지를 형성할 수 있다. 필요에 따라 하나의 브리지가 가변 저항을 형성할 수 있고, 기준 전압이 설정될 수 있다. 그리고 전류 탐지 유닛(17)이 휘스톤브리지의 마주보는 접점을 연결하는 방식으로 배치되어 전류 또는 전압의 불균형을 탐지할 수 있다. 대안으로 기준 저항(R1, R2, R3, R4)이 설정되고, 1 내지 3 캔틸레버 측정 시편에 따른 저항은 기준 저항(R1, R2, R3, R4)에 각각 병렬로 연결될 수 있다. 이와 같은 연결 구조에서 각각의 캔틸레버 측정 시편은 초기에 동일한 조건이 되고, 전류 탐지 유닛(17)에 전류가 탐지되지 않을 수 있다. 그리고 전류가 탐지되지 않는 조건에서 하나 또는 두 개의 캔틸레버 측정 시편의 온도가 조절될 수 있다. 그리고 온도에 변화에 따른 저항의 변화가 탐지될 수 있다. 또한 온도 변호에 따른 응력 게이지의 응력 값의 변화가 탐지될 수 있다. 이와 같은 구조에서 실질적으로 브리지 회로는 응력 게이지의 일부를 형성할 수 있다. Referring to FIG. 4, one cantilever measurement specimen forms one bridge C1, two cantilever measurement specimens form two bridges C2, and three cantilever measurement specimens form three bridges C3. The different bridges (C1, C2, C3) may be electrically connected to form a Wheatstone bridge. If necessary, one bridge can form a variable resistor, and a reference voltage can be set. And the current detection unit 17 is arranged in such a way that it connects the opposing contacts of the wheestone bridge to detect a current or a voltage imbalance. The reference resistors R1, R2, R3 and R4 may be set as an alternative and the resistances according to the one to three cantilever measurement specimens may be respectively connected in parallel to the reference resistors R1, R2, R3 and R4. In such a connection structure, each of the cantilever measurement specimens is initially in the same condition, and current may not be detected in the current detection unit 17. And the temperature of one or two cantilever measurement specimens can be adjusted under conditions that no current is detected. And a change in resistance due to changes in temperature can be detected. Also, a change in the stress value of the stress gauge due to the temperature change can be detected. In such a structure, substantially the bridge circuit can form part of the stress gauge.

응력 게이지 또는 브리지 회로는 다양한 구조로 형성될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. The stress gauge or bridge circuit can be formed in various structures and the present invention is not limited to the embodiments shown.

도 5는 본 발명에 따른 인장 측정기의 작동 방법의 실시 예를 도시한 것이다. 5 shows an embodiment of a method of operating a tensile measuring instrument according to the present invention.

도 5를 참조하면, 온도 보상이 가능한 인장 측정기의 작동 방법은 다수 개의 캔틸레버 측정 시편이 배치되는 단계(P51); 각각의 캔틸레버 측정 시편에 응력 게이지가 배치되는 단계(P52); 각각의 캔틸레버 측정 시편의 응력 게이지가 휘스톤브리지에 연결되어 균형 회로를 형성하는 단계(P53); 하나 또는 두 개의 캔틸레버 측정 시편의 온도가 단계별로 제어되는 단계(P54); 각각의 단계의 온도에서 휘스톤브리지의 전류가 탐지되는 단계(P55); 만약 전류가 탐지되지 않는다면(NO) 다시 다른 단계로 온도가 제어되고, 이에 비하여 온도 제어에 따라 전류가 탐지된다면(YES) 보상 하중이 적용되는 단계(P56); 및 보상 하중에 따라 균형 데이터가 생성되어 저장되는 단계(P57)를 포함한다. Referring to FIG. 5, a method of operating a temperature-compensatable tensile measuring apparatus includes the steps of: (P51) placing a plurality of cantilever measurement specimens; A step (P52) of placing a stress gauge on each of the cantilever measurement specimens; The step (P53) of the stress gauge of each cantilever measurement specimen being connected to the wheestone bridge to form a balance circuit; A step (P54) in which the temperature of one or two cantilever measurement specimens is controlled step by step; A step (P55) in which the current of the Wheatstone bridge is detected at the temperature of each step; (P56), if the current is not detected (NO), the temperature is controlled again to another step, whereas if the current is detected according to the temperature control (YES), the compensating load is applied; And a step P57 in which the balance data is generated and stored according to the compensating load.

다수 개의 캔틸레버 측정 시편은 동일한 구조를 가질 수 있고, 동일한 하중 수단에 의하여 동일한 인장력이 작용될 수 있다. 그리고 이와 같은 상태에서 휘스톤브리지의 각각의 브리지에 연결되고, 휘스톤브리지는 균형회로가 되도록 조절될 수 있다. 구체적으로 각각의 응력 게이지가 휘스톤브리지의 서로 다른 브리지에 연결되어 브리지 균형 회로를 형성할 수 있다. 브리지 균형 회로는 브리지 회로에 전류가 흐르지 않는 상태를 의미하고, 이와 같은 상태에서 서로 다른 캔틸레버 인장 시편에 동일한 인장력이 작용하고 있는 상태가 된다(P53). 온도 조절은 하나 또는 두 개의 캔틸레버 측정 시편에 대하여 이루어지고, 예를 들어 1, 3, 5 또는 10 ℃의 단위로 이루어질 수 있다. 그리고 하나의 캔틸레버 측정 시편에 대한 온도 조절이 이루어지면서 전류가 탐지될 수 있다(P55). 만약 전류가 탐지된다면(YES), 보상 하중이 적용될 수 있다(P56). 보상 하중은 하나의 캔틸레버 측정 시편에 인가되는 하중을 증가시키거나 또는 감소시키는 방법으로 이루어질 수 있다. 그리고 그에 따른 균형 데이터가 생성되어 저장될 수 있다. 하나의 캔틸레버 측정 시편의 정해진 온도에서 다른 캔틸레버 측정 시편의 온도가 단계적으로 조절되거나, 두 개의 캔틸레버 측정 시편의 온도가 동시에 조절될 수 있다.The plurality of cantilever measurement specimens may have the same structure and the same tensile force may be applied by the same load means. And in this state it is connected to each bridge of the Wheatstone bridge, and the Wheatstone bridge can be adjusted to be a balanced circuit. Specifically, each stress gauge can be connected to a different bridge of the Wheatstone bridge to form a bridge balance circuit. The bridge balance circuit means a state in which no current flows in the bridge circuit. In this state, the same tensile force acts on different cantilever tensile specimens (P53). The temperature control is effected on one or two cantilever measuring specimens, for example in units of 1, 3, 5 or 10 ° C. The current can be detected as the temperature of one cantilever measurement specimen is adjusted (P55). If a current is detected (YES), a compensating load may be applied (P56). The compensating load can be achieved by increasing or decreasing the load applied to one cantilever measurement specimen. And the corresponding balance data can be generated and stored. The temperature of the other cantilever measuring specimen can be adjusted stepwise or the temperature of the two cantilever measuring specimens can be simultaneously adjusted at a predetermined temperature of one cantilever measuring specimen.

온도 조절 또는 그에 대한 보상 하중의 적용은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 의하여 제한되지 않는다. The temperature control or the application of the compensating load thereto can be performed by various methods, and the present invention is not limited by the embodiments shown.

본 발명에 따른 인장 측정기는 동일 하중이 가해지는 상태에서 서로 다른 온도가 인장 길이에 미치는 영향의 측정이 가능하도록 하면서 이와 함께 보상이 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 인장 측정기는 브리지 회로에 의하여 변형 수준을 탐지하는 것에 의하여 정밀한 측정이 가능하도록 한다. 또한 본 발명에 따른 인장 측정기는 온도에 따른 다양한 인장 길이 및 보상 하중에 대한 데이터의 생성에 의하여 교육 용도로 적합하게 적용될 수 있다.The tensile measuring instrument according to the present invention makes it possible to measure the effect of different temperatures on the tensile length under the same load, and compensate the same. The tensile measuring apparatus according to the present invention enables precise measurement by detecting a strain level by a bridge circuit. Also, the tensile measuring apparatus according to the present invention can be suitably applied for training by generating data on various tensile lengths and compensating loads according to temperature.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention . The invention is not limited by these variations and modifications, but is limited only by the claims appended hereto.

11: 제어 유닛 13: 온도 조절 유닛
16: 브리지 회로 17: 전류 탐지 유닛
18: 데이터베이스 21, 21c: 베이스 프레임
22, 22c: 수직 고정 부재 23a, 23b, 23c: 하중 수단
25, 25c: 고정 유닛 31a, 31b, 31c: 스트레인 게이지
31a, 31b, 31c: 1, 2, 3 응력 게이지
32a, 32b, 32c: 1, 2, 3 도전체
121, 122, 123: 캔틸레버 측정 시편
141, 142, 143: 1, 2, 3 응력 게이지
151: Quater Bridge 152: Half Bridge
231, 232, 233: 하중 인가 부재 235: 삽입 틈
236: 가열 패드 237: 고정 홀
241, 242, 243: 체결 커넥터 C1, C2, C3: 1, 2, 3 브리지11: control unit 13: temperature control unit
16: bridge circuit 17: current detection unit
18: Database 21, 21c: Base frame
22, 22c: vertical fixing members 23a, 23b, 23c:
25, 25c: fixed unit 31a, 31b, 31c: strain gauge
31a, 31b, 31c: 1, 2, 3 stress gauges
32a, 32b, 32c: 1, 2, 3 conductors
121, 122, 123: Cantilever measurement specimen
141, 142, 143: 1, 2, 3 stress gauge
151: Quater Bridge 152: Half Bridge
231, 232, 233: load application member 235: insertion gap
236: heating pad 237: fixing hole
241, 242, 243: fastening connectors C1, C2, C3: 1, 2, 3 bridges

Claims (3)

각각이 캔틸레버 구조로 연장되는 다수 개의 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123);
각각의 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)에 설치되는 응력 게이지(141, 142, 143);
적어도 하나의 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)에 연결된 온도 조절 유닛(13);
응력 게이지(141, 142, 143)에 연결된 브리지 회로(16);
캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)에 가해지는 하중 및 온도에 따른 브리지 회로(16)의 전류 또는 압력 변화를 탐지하는 전류 탐지 유닛(17); 및
전류 탐지 유닛(17)과 온도 조절 유닛(13)의 작동을 제어하는 제어 유닛(11)을 포함하고,
체결 커넥터(241, 242, 243)에 의해 각각의 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)에 분리 가능하도록 결합되는 하중 수단(23a, 23b, 23c) 및 상기 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)의 온도를 조절하기 위해 상기 체결 커넥터(241, 242, 243)에 배치되고 상기 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)에 접하도록 배치된 가열 패드를 더 포함하는 온도 보상 캔틸레버 구조의 인장 측정기. A plurality of cantilever measurement specimens 121, 122, 123 each extending in a cantilever structure;
Stress gauges (141, 142, 143) installed on the respective cantilever measurement specimens (121, 122, 123);
A temperature control unit (13) connected to at least one cantilever measurement specimen (121, 122, 123);
A bridge circuit (16) connected to the stress gauges (141, 142, 143);
A current detection unit (17) for detecting a current or pressure change of the bridge circuit (16) according to a load and a temperature applied to the cantilever measurement specimens (121, 122, 123); And
And a control unit (11) for controlling the operation of the current detection unit (17) and the temperature regulation unit (13)
The load means 23a, 23b and 23c and the cantilever measurement specimens 121, 122 and 123 detachably connected to the respective cantilever measurement specimens 121, 122 and 123 by the fastening connectors 241, 242 and 243, Further comprising a heating pad disposed in the fastening connector (241, 242, 243) for adjusting the temperature of the cantilever measurement specimen (121, 122, 123). 청구항 1에 있어서, 각각의 캔틸레버 측정 시편(121, 122, 123)은 동일한 길이로 연장된 판형 구조로 만들어지고, 브리지 회로(16)는 휘스톤브리지가 되는 것을 특징으로 하는 온도 보상 캔틸레버 구조의 인장 측정기. 2. The temperature-compensated cantilever structure according to claim 1, wherein each of the cantilever measurement specimens (121, 122, 123) is made of a plate-like structure extending to the same length and the bridge circuit (16) Measuring instrument. 삭제delete
KR1020160160055A 2016-11-29 2016-11-29 A Cantilever Type of a Strain Gauge for Compensating a Temperature difference KR101892259B1 (en)

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