KR20160022707A - Load measuring device capable of output characteristic compensation - Google Patents

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KR20160022707A
KR20160022707A KR1020140108604A KR20140108604A KR20160022707A KR 20160022707 A KR20160022707 A KR 20160022707A KR 1020140108604 A KR1020140108604 A KR 1020140108604A KR 20140108604 A KR20140108604 A KR 20140108604A KR 20160022707 A KR20160022707 A KR 20160022707A
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Abstract

The device comprises: an elastic body modified with respect to a load of a target object; N (an integer greater than or equal to two) first strain gage attached to one side of the elastic body, and connected to form a first Wheatstone bridge circuit; and N second strain gage attached to at least one side of the elastic body, and connected to form a second Wheatstone bridge circuit. The first Wheatstone bridge circuit and the second Wheatstone bridge circuit are connected in series, and detect the load by measuring a voltage between a first terminal of the first Wheatstone bridge circuit and a second terminal of the second Wheatstone bridge circuit. According to the present invention, a load measuring device is capable of securing output properties of the load measurement.

Description

출력 특성을 보상할 수 있는 하중 측정 장치{LOAD MEASURING DEVICE　CAPABLE OF OUTPUT CHARACTERISTIC COMPENSATION} [0001] LOAD MEASURING DEVICE [0002] CAPABLE OF OUTPUT CHARACTERISTIC COMPENSATION [0003]

본 발명의 실시예들은 스트레인 게이지(Strain Gauge)를 이용한 하중 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게 하중 측정의 출력 특성을 보상할 수 있는 하중 측정 장치에 관한 것이다.
Embodiments of the present invention relate to a load measuring apparatus using a strain gauge and more particularly to a load measuring apparatus capable of compensating an output characteristic of a load measurement.

스트레인 게이지(Strain Gauge)는 기계적인 미세한 변화(Strain)를 전기신호로 변환해서 검출하는 센서를 의미한다. 즉, 스트레인 게이지를 기계나 구조물의 표면에 부착시키면, 그 표면에서 생기는 미세한 치수의 변화, 즉, 스트레인을 측정하는 것이 가능하고, 측정값으로부터 강도나 안전성을 확인을 하는데 중요한 응력을 알 수 있다. 이러한 스트레인 게이지를 이용해 전자 저울 및 계측기 등과 같이 하중을 측정하는 로드셀이 종래에 이용되었다. Strain gauge means a sensor that detects and converts a mechanical microstrain into an electrical signal. That is, when the strain gauge is attached to the surface of a machine or a structure, it is possible to measure a change in fine dimensions, that is, strain, which occurs on the surface of the strain gauge, and stresses important for confirming strength and safety from the measured value can be found. A load cell, such as an electronic balance and a meter, which measures the load using such a strain gauge, has been conventionally used.

도 1 및 도 2는 종래의 하중 측정 장치인 로드셀의 구성을 도시한 도면이다. 보다 상세하게, 도 1은 하중이 가해지지 않을 때의 로드셀(100)의 구성을 도시한 도면으로, 도 1의 (a)는 로드셀(100)의 단면도, 도 1의 (b)는 로드셀(100)의 상부 평면도, 도 1의 (c)는 로드셀(100)의 하부 평면도를 각각 도시한 도면이다. 1 and 2 are views showing the configuration of a load cell as a conventional load measuring device. 1 (a) is a cross-sectional view of a load cell 100, and FIG. 1 (b) is a cross-sectional view of a load cell 100 1 (c) is a bottom plan view of the load cell 100, and FIG.

도 1을 참조하면, 로드셀(100)은 탄성체(110)로 이루어지며, 탄성체(110)의 내부에는 홀(111)이 구비되어 있다. 그리고, 로드셀(100)의 상면 및 하면에는 스트레인 게이지(120)가 부착되어 있다. 이 때, 스트레인 게이지(120)는 전기적으로 연결되어 있으며, 하중이 가해질 경우 탄성체(110)의 변형에 상응하여 스트레인 게이지(120)가 변형된다.1, the load cell 100 is formed of an elastic body 110, and a hole 111 is formed in the elastic body 110. Strain gages 120 are attached to the upper and lower surfaces of the load cell 100. At this time, the strain gage 120 is electrically connected, and when the load is applied, the strain gage 120 is deformed corresponding to the deformation of the elastic body 110.

도 2는 하중이 가해질 때의 로드셀(100)의 단면도를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 대상물에 의해 하중이 가해질 경우, 탄성체(110)는 변형을 일으키게 되고, 이에 따라 로드셀(100)에 부착된 스트레인 게이지(120) 역시 변형을 일으킨다. 2 is a sectional view of the load cell 100 when a load is applied. Referring to FIG. 2, when a load is applied by an object, the elastic body 110 is deformed, so that the strain gauge 120 attached to the load cell 100 also deforms.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 스트레인 게이지(120)의 연결 상태를 회로적으로 표시한 도면이다.FIG. 3 is a circuit diagram showing the connection state of the strain gauge 120 shown in FIG. 1 and FIG.

도 3을 참조하면, 스트레인 게이지(120)는 휘스톤 브리지 회로가 되도록 연결되어 있다. 즉, 스트레인 게이지(120)는 휘스톤 브리지 회로에서 저항 성분으로 작용한다. Referring to FIG. 3, the strain gage 120 is connected to be a Wheatstone bridge circuit. That is, the strain gage 120 acts as a resistance component in the Wheatstone bridge circuit.

이 때, 초기 상태에서는 출력값이 0이 되도록 설정되어 있다. 따라서, 하중이 가해지지 않은 경우, 휘스톤 브리지 회로의 출력값은 0으로 설정된다. At this time, the output value is set to be 0 in the initial state. Therefore, when no load is applied, the output value of the Wheatstone bridge circuit is set to zero.

그러나, 하중이 가해진 경우, 로드셀(100)에 부착된 스트레인 게이지(120)는 팽창 또는 수축하게 되는데, 스트레인 게이지(120)에 상응하는 저항 성분은 도선의 단면적 및 길이에 대한 함수이므로, 스트레인 게이지(120)가 팽창 또는 수축함에 따라 저항값에 변화가 생기며, 이는 휘스톤 브리지 회로의 평형 상태를 깨뜨리게 된다. 따라서, 휘스톤 브리지 회로에는 출력값이 발생하게 되며, 로드셀(100)은 하중이 가해질 때 발생하는 전기적인 신호의 양을 측정하여 하중을 측정한다. However, when a load is applied, the strain gauge 120 attached to the load cell 100 expands or shrinks. Since the resistance component corresponding to the strain gauge 120 is a function of the cross-sectional area and length of the lead, 120 are expanded or contracted, a change occurs in the resistance value, which violates the equilibrium state of the Wheatstone bridge circuit. Accordingly, an output value is generated in the Wheatstone bridge circuit, and the load cell 100 measures a load by measuring the amount of electric signal generated when a load is applied.

정리하면, 로드셀(100)은 탄성체(110)의 변형 시 단위 길이당 변위인 변형률을 측정하여 하중을 측정하는 원리를 사용한다. In summary, the load cell 100 uses a principle of measuring a load by measuring a strain, which is a displacement per unit length when the elastic body 110 is deformed.

한편, 종래의 이상적인 로드셀(100)의 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 하중의 크기와 휘스톤 브리지 회로의 출력값의 관계가 선형성(실선으로 표시)을 이루어야 한다. On the other hand, in the case of the conventional ideal load cell 100, the relationship between the magnitude of the load and the output value of the Wheatstone bridge circuit must be linear (shown by a solid line) as shown in FIG.

그러나, 종래의 실제적인 로드셀(100)은 하중의 크기와 휘스톤 브리지 회로의 출력값의 관계가 하강 곡선(점선으로 표시) 내지 상승 곡선(일점쇄선으로 표시)의 관계를 가지며, 이에 따라 하중의 크기를 정확하게 측정하지 못하는 문제점이 있다.
However, in the conventional practical load cell 100, the relationship between the magnitude of the load and the output value of the Wheatstone bridge circuit has a relationship of a falling curve (indicated by a dotted line) to a rising curve (indicated by a dashed line) Can not be accurately measured.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 하중 측정의 출력 특성을 보상할 수 있는 스트레인 게이지를 이용한 하중 측정 장치를 제안하고자 한다. In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention proposes a load measuring apparatus using a strain gauge capable of compensating an output characteristic of a load measurement.

본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.Other objects of the invention will be apparent to those skilled in the art from the following examples.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하중 측정 장치에 있어서, 대상물의 하중에 따라 변형되는 탄성체; 상기 탄성체의 일면에 부착되고, 휘트스톤 브리지 회로의 형태로 연결되는 N(2 이상의 정수)개의 제1 스트레인 게이지; 및 상기 탄성체의 일면에 부착되고, 상기 N개의 제1 스트레인 게이지 각각과 직렬 연결되는 N개의 제2 스트레인 게이지를 포함하는 하중 측정 장치가 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a load measuring apparatus comprising: an elastic body deformed according to a load of an object; N (a total of 2 or more) first strain gages attached to one surface of the elastic body and connected in the form of a Wheatstone bridge circuit; And N second strain gages attached to one surface of the elastic body and connected in series with each of the N first strain gauges.

상기 하중 측정 장치는 상기 N개의 제2 스트레인 게이지 각각과 연결되는 N개의 고정 저항을 더 포함한다. The load measuring apparatus further includes N fixed resistors connected to each of the N second strain gauges.

상기 N개의 고정 저항은 상기 제2 스트레인 게이지와 병렬로 연결된다. The N fixed resistors are connected in parallel with the second strain gauge.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 하중 측정 장치에 있어서, 대상물의 하중에 따라 변형되는 탄성체; 상기 탄성체의 일면에 부착되고, 휘트스톤 브리지 회로의 형태로 연결되는 N(2 이상의 정수)개의 제1 스트레인 게이지; 및 상기 탄성체의 적어도 일면에 부착되고, 상기 N개의 제1 스트레인 게이지 중 일부인 M(1 이상의 정수)개의 제1 스트레인 게이지 각각과 직렬 연결되는 M개의 제2 스트레인 게이지를 포함하는 하중 측정 장치가 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a load measuring device comprising: an elastic body deformed according to a load of an object; N (a total of 2 or more) first strain gages attached to one surface of the elastic body and connected in the form of a Wheatstone bridge circuit; And M second strain gages attached to at least one surface of the elastic body and connected in series with each of M first strain gages (one or more integers) that is a part of the N first strain gauges .

상기 하중 측정 장치는 상기 M개의 제2 스트레인 게이지와 연결되는 M개의 제1 저항을 더 포함한다. The load measuring device further includes M first resistors connected to the M second strain gauges.

상기 M개의 제1 저항은 상기 제2 스트레인 게이지와 병렬로 연결된다. The M first resistors are connected in parallel with the second strain gauge.

상기 하중 측정 장치는 상기 M개의 제1 스트레인 게이지 각각과 직렬 연결되는 M개의 제2 저항을 더 포함한다.The load measuring device further includes M second resistors connected in series with each of the M first strain gauges.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 하중 측정 장치에 있어서, 대상물의 하중에 따라 변형되는 탄성체; 상기 탄성체의 일면에 부착되고, 제1 휘트스톤 브리지 회로를 형성하도록 연결되는 N(2 이상의 정수)개의 제1 스트레인 게이지; 및 상기 탄성체의 적어도 일면에 부착되고, 제2 휘트스톤 브리지 회로를 형성하도록 연결되는 N개의 제2 스트레인 게이지를 포함하되, 상기 제1 휘트스톤 브리지 회로 및 상기 제2 휘트스톤 브리지 회로는 직렬로 연결되며, 상기 제1 휘트스톤 브리지 회로의 제1 단자 및 상기 제2 휘트스톤 브리지 회로의 제2 단자 사이의 전압을 측정하여 하중을 감지한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a load measuring apparatus comprising: an elastic body deformed according to a load of an object; N (second or more integer) first strain gauges attached to one surface of the elastic body and connected to form a first Wheatstone bridge circuit; And N second strain gages attached to at least one side of the elastic body and connected to form a second Wheatstone bridge circuit, wherein the first Wheatstone bridge circuit and the second Wheatstone bridge circuit are connected in series And measures the voltage between the first terminal of the first Wheatstone bridge circuit and the second terminal of the second Wheatstone bridge circuit to sense the load.

상기 N 개의 고정 저항은 상기 제2 스트레인 게이지와 병렬로 연결된다. The N fixed resistors are connected in parallel with the second strain gauge.

상기 제1 휘트스톤 브리지 회로 및 상기 제2 휘트스톤 브리지 회로에는 동일한 입력 전압이 인가된다. The same input voltage is applied to the first Wheatstone bridge circuit and the second Wheatstone bridge circuit.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 대상물의 하중에 따라 변형되는 탄성체; 상기 탄성체의 일면에 부착되고, 제1 휘트스톤 브리지 회로를 형성하도록 연결되는 N(2 이상의 정수)개의 제1 스트레인 게이지; 및 상기 탄성체의 적어도 일면에 부착되고, 제2 휘트스톤 브리지 회로의 적어도 하나 이상의 브리지에 결합되도록 연결되는 M(1 이상의 정수)개의 제2 스트레인 게이지; 및 상기 제2 휘트스톤 브리지 회로에서 상기 제2 스트레인 게이지가 결합되지 않은 브리지에 결합되는 적어도 하나의 고정 저항을 포함하되, 상기 제1 휘트스톤 브리지 회로 및 상기 제2 휘트스톤 브리지 회로는 직렬로 연결되며, 상기 제1 휘트스톤 브리지 회로의 제1 단자 및 상기 제2 휘트스톤 브리지 회로의 제2 단자 사이의 전압을 측정하여 하중을 감지하는 하중 측정 장치가 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided an elastic body which is deformed according to a load of an object; N (second or more integer) first strain gauges attached to one surface of the elastic body and connected to form a first Wheatstone bridge circuit; And M second strain gages attached to at least one side of the elastic body and connected to be coupled to at least one bridge of a second Wheatstone bridge circuit; And at least one fixed resistor coupled to a bridge to which the second strain gage is not coupled in the second Wheatstone bridge circuit, wherein the first Wheatstone bridge circuit and the second Wheatstone bridge circuit are connected in series And measuring a voltage between a first terminal of the first Wheatstone bridge circuit and a second terminal of the second Wheatstone bridge circuit to sense a load.

상기 제1 휘트스톤 브리지 회로 및 상기 제2 휘트스톤 브리지 회로에는 동일한 입력 전압이 인가된다. The same input voltage is applied to the first Wheatstone bridge circuit and the second Wheatstone bridge circuit.

상기 하중 측정 장치는 상기 제2 휘트스톤 브리지에 전압을 인가하는 입력 단자에 연결되는 감도 보상 저항을 더 포함한다.
The load measuring device further includes a sensitivity compensation resistor connected to an input terminal for applying a voltage to the second Wheatstone bridge.

본 발명에 따른 하중 측정 장치는 하중 측정의 출력 특성을 보상할 수 있게 된다.
The load measuring apparatus according to the present invention can compensate the output characteristics of the load measurement.

도 1 및 도 2는 종래의 하중 측정 장치인 로드셀의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 스트레인 게이지의 연결 상태를 회로적으로 표시한 도면이다.
도 4는 종래의 로드셀에 있어, 하중의 크기와 휘스톤 브리지 회로의 출력값의 관계를 그래프로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하중 측정 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 하중 측정 장치의 연결 회로도를 도시한 도면이다.
도 7는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하중 측정 장치의 하중의 크기와 휘스톤 브리지 회로의 출력값의 관계를 그래프로 도시한 도면이다.
도 8는 본 발명의 제2 실시예에 따른 하중 측정 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 9은 도 8의 하중 측정 장치의 연결 회로도를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 하중 측정 장치의 평면도를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 하중 측정 장치의 평면도를 도시한 도면이다.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 하중 측정 장치의 적용예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하중 측정 장치용 브리지 회로를 도시한 도면.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하중 측정 장치용 브리지 회로를 도시한 도면.1 and 2 are views showing the configuration of a load cell as a conventional load measuring device.
FIG. 3 is a circuit diagram showing the connection state of the strain gauges shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
4 is a graph showing the relationship between the magnitude of the load and the output value of the Wheatstone bridge circuit in the conventional load cell.
5 is a view showing a schematic configuration of a load measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing a connection circuit diagram of the load measuring apparatus of FIG.
7 is a graph showing the relationship between the magnitude of the load of the load measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention and the output value of the Wheatstone bridge circuit.
8 is a view showing a schematic configuration of a load measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a connection circuit diagram of the load measuring apparatus of FIG. 8. FIG.
10 is a plan view of a load measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention.
11 is a top view of a load measuring apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
12 to 15 are views for explaining application examples of a load measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
16 is a view showing a bridge circuit for a load measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.
17 is a view showing a bridge circuit for a load measuring device according to still another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 여기서, 본 발명에서 설명하는 하중 측정 장치는 일례로 로드셀일 수 있다. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, the load measuring apparatus described in the present invention may be, for example, a load cell.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하중 측정 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 하중 측정 장치에 사용되는 하중 측정용 브리지 회로를 도시한 도면이다. FIG. 5 is a view showing a schematic configuration of a load measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a view showing a load measuring circuit used in the load measuring apparatus of FIG.

보다 상세하게, 도 5은 하중이 가해지지 않을 때의 하중 측정 장치(500)의 구성을 도시한 도면으로, 도 5의 (a)는 하중 측정 장치(500)의 단면도, 도 5의 (b)는 하중 측정 장치(500)의 상부 평면도, 도 5의 (c)는 하중 측정 장치(500)의 하부 평면도를 각각 도시한 도면이다. 이하, 각 구성요소 별로 그 기능을 상술한다. 5 (a) is a sectional view of the load measuring apparatus 500, and FIG. 5 (b) is a sectional view of the load measuring apparatus 500. FIG. 5 5B is a top plan view of the load measuring apparatus 500, and FIG. 5C is a bottom plan view of the load measuring apparatus 500, respectively. Hereinafter, the function of each component will be described in detail.

탄성체(510)는 대상물의 하중에 따라 변형되며, 탄성체(510)의 내부에는 구멍, 즉 홀(511)이 형성되어 있다. The elastic body 510 is deformed according to the load of the object, and a hole or hole 511 is formed in the elastic body 510.

제1 스트레인 게이지(520)는 형상 변화 스트레인 게이지로서, 기본 출력용 스트레인 게이지이다(종래 기술의 스트레인 게이지(120)와 동일한 스트레인 게이지임). 도 5에서는 제1 스트레인 게이지(520)가 4개인 것으로 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 스트레인 게이지(520)의 개수는 N(2 이상의 정수)개일 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 제1 스트레인 게이지(520)의 개수를 "4개"로 가정한다. The first strain gage 520 is a shape-changing strain gage, the primary output strain gage (which is the same strain gage 120 as the prior art strain gage 120). 5, the number of the first strain gauges 520 is four, but the present invention is not limited thereto. The number of the first strain gauges 520 may be N (an integer of 2 or more). Hereinafter, for convenience of explanation, it is assumed that the number of the first strain gauges 520 is "4 ".

세부적으로, 4개의 제1 스트레인 게이지(520)는 도 6에 도시된 바와 같이 브리지 회로(일례로, 휘스톤 브리지 회로)의 형태로 연결된다. 이는 앞서 설명한 종래의 로드셀(100)의 스트레인 게이지(120)로 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다. In detail, four first strain gauges 520 are connected in the form of a bridge circuit (for example, a Wheatstone bridge circuit) as shown in FIG. Since this is the same as the strain gauge 120 of the conventional load cell 100 described above, detailed description thereof will be omitted.

또한, 4개의 제1 스트레인 게이지(520)는 탄성체(510)의 상하면 중 적어도 일면에 부착될 수 있다. 일례로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 탄성체(510)의 상면과 하면에는 각각 2개의 제1 스트레인 게이지(520)가 부착될 수 있다. 한편, 도 5에 도시되지 않았지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 4개의 제1 스트레인 게이지(520) 중 적어도 일부는 홀(511)에도 부착될 수 있다. In addition, four first strain gauges 520 may be attached to at least one of the upper and lower surfaces of the elastic body 510. For example, as shown in FIG. 5, two first strain gauges 520 may be attached to the upper surface and the lower surface of the elastic body 510, respectively. On the other hand, although not shown in FIG. 5, according to another embodiment of the present invention, at least some of the four first strain gauges 520 may also be attached to the holes 511.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 스트레인 게이지(520)는 홀(511)과 가장 가까이 위치하는 탄성체(511)의 상하면 중 적어도 일면의 지점에 부착될 수 있다. 이는 탄성체(511)의 변형 즉, 제1 스트레인 게이지(520)의 변형을 보다 효율적으로 측정하기 위함이다. According to an embodiment of the present invention, the first strain gage 520 may be attached to at least one of the upper and lower surfaces of the elastic body 511 positioned closest to the hole 511. This is to more effectively measure the deformation of the elastic body 511, that is, the deformation of the first strain gage 520.

위에서는 제1 스트레인 게이지(520)의 바람직한 위치에 대해 설명하였으나, 제1 스트레인 게이지(520)는 탄성체의 형상 변화를 반영할 수 있는 어느 위치에 구비되어도 무방하다. Although the preferred position of the first strain gage 520 is described above, the first strain gage 520 may be provided at any position that can reflect the shape change of the elastic body.

제2 스트레인 게이지(530)는 출력 특성을 보상할 수 있는 기능을 수행하는 스트레인 게이지로서, 하중 측정 장치(500)의 정밀도 보상용 스트레인 게이지이다. 도 5에서는 제2 스트레인 게이지(530)가 4개인 것으로 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다, 제2 스트레인 게이지(530)의 개수는 제1 스트레인 게이지(520)의 개수와 동일(N개)할 수 있으나 필요에 따라 제1 스트레인 게이지(520)에 비해 적은 수의 제2 스트레인 게이지(530)가 사용될 수도 있다. The second strain gage 530 is a strain gauge that performs a function to compensate for the output characteristic, and is a strain gauge for precision compensation of the load measuring apparatus 500. 5, the number of second strain gauges 530 is the same as the number of first strain gauges 520 (N), but the present invention is not limited thereto. Although a smaller number of second strain gauges 530 may be used as compared to the first strain gauges 520 as needed.

4개의 제2 스트레인 게이지(530)가 사용될 경우, 4개의 제2 스트레인 게이지(530)는 도 6에 도시된 바와 같이 4개의 제1 스트레인 게이지(520) 각각과 직렬 연결된다. 휘트스톤 브르지 회로의 각 브리지에는 제1 스트레인 게이지(520)와 제2 스트레인 게이지(530)가 직렬로 연결되는 것이다. When four second strain gauges 530 are used, four second strain gauges 530 are connected in series with each of the four first strain gauges 520 as shown in FIG. In each bridge of the Wheatstone bridging circuit, a first strain gage 520 and a second strain gage 530 are connected in series.

일례로, 제1 스트레인 게이지 A(520-1)는 제2 스트레인 게이지 A(530-1)와, 제1 스트레인 게이지 B(520-2)는 제2 스트레인 게이지 B(530-2)와, 제1 스트레인 게이지 C(520-3)는 제2 스트레인 게이지 C(530-3)와, 제1 스트레인 게이지 D(520-4)는 제2 스트레인 게이지 D(530-4)와 각각의 브리지에서 직렬 연결된다.For example, the first strain gage A (520-1) includes a second strain gage A (530-1), the first strain gage B (520-2) is a second strain gage B (530-2) The first strain gauge C 520-3 is connected to the second strain gauge C 530-3, the first strain gauge D 520-4 is connected to the second strain gauge D 530-4, do.

또한, 4개의 제2 스트레인 게이지(530) 역시 탄성체(510)의 상하면 중 적어도 일면에 부착될 수 있다. 일례로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 탄성체(510)의 상면과 하면에는 각각 2개의 제2 스트레인 게이지(530)가 부착될 수 있다. In addition, four second strain gages 530 may also be attached to at least one of the upper and lower surfaces of the elastic body 510. For example, as shown in FIG. 5, two second strain gauges 530 may be attached to the upper surface and the lower surface of the elastic body 510, respectively.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 스트레인 게이지(530)는 홀(511)과 가장 가까이 위치하는 탄성체(511)의 상하면 중 적어도 일면의 지점에 부착될 수 있다. 이는 탄성체(511)의 변형 즉, 제2 스트레인 게이지(530)의 변형을 보다 효율적으로 측정하기 위함이다. Also, according to an embodiment of the present invention, the second strain gauge 530 may be attached to at least one of the upper and lower surfaces of the elastic body 511 positioned closest to the hole 511. This is to more effectively measure the deformation of the elastic body 511, that is, the deformation of the second strain gage 530.

고정 저항(540)은 특성 보상을 위한 감도 조절을 위해 설치되는 저항이다. 고정 저항(540)은 탄성체(510)의 상하면 중 적어도 일면, 홀(511)의 내부 등 다양한 위치에 부착될 수 있다. 도 5에서는 고정 저항(540)이 4개인 것으로 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 고정 저항(540)의 개수는 제2 스트레인 게이지(530)의 개수와 동일(N개)하게 설정될 수 있다. The fixed resistor 540 is a resistor installed for sensitivity adjustment for characteristic compensation. The fixed resistor 540 may be attached at various positions such as at least one of the upper and lower surfaces of the elastic body 510, the inside of the hole 511, and the like. 5, the number of the fixed resistors 540 is not limited to four, and the number of the fixed resistors 540 may be set to be the same as the number of the second strain gages 530 (N) have.

도 5와 같이 4개의 고정 저항이 사용될 경우, 4개의 고정 저항(540)은 4개의 제1 스트레인 게이지(520) 각각과 직렬 연결되고, 4개의 제2 스트레인 게이지(530) 각각과 병렬 연결된다. 일례로, 고정 저항 A(540-1)는 제1 스트레인 게이지 A(520-1)와 직렬로 연결되고, 제2 스트레인 게이지 A(530-1)와는 병렬로 연결되되, 나머지 고정 저항 B, C, D(540-2, 540-3, 540-4)에 대해서도 동일하게 적용된다. When four fixed resistors are used as shown in FIG. 5, four fixed resistors 540 are connected in series with each of the four first strain gauges 520, and are connected in parallel with each of the four second strain gauges 530. For example, the fixed resistor A 540-1 is connected in series with the first strain gage A 520-1 and is connected in parallel with the second strain gage A 530-1, while the remaining fixed resistors B and C , And D (540-2, 540-3, and 540-4).

고정 저항의 값에 따라 제2 스트레인 게이지(530)에 의해 보상되는 특성의 민감도가 조절될 수 있다. 도 6에는 고정 저항이 제2 스트레인 게이지(530)와 병렬로 연결되는 경우가 도시되어 있으나 고정 저항과 제2 스트레인 게이지(530)는 직렬로 연결될 수도 있을 것이다. The sensitivity of the characteristic compensated by the second strain gage 530 can be adjusted according to the value of the fixed resistance. In FIG. 6, the fixed resistor is connected in parallel with the second strain gage 530, but the fixed resistor and the second strain gage 530 may be connected in series.

정리하면, 하나의 제1 스트레인 게이지, 하나의 제2 스트레인 게이지 및 하나의 고정 저항이 직병렬로 연결되어 저항부를 구성하되, 4개의 저항부가 결합하여 휘트스톤 브리지 회로를 구성한다. 즉, 각 저항부는 변형률의 민감도가 높은 "제1 스트레인 게이지"와 변형률의 민감도가 낮은 "출력 특성 보상용 구성요소"(즉, 병렬 연결된 제2 스트레인 게이지 및 고정 저항)로 구성된다. In summary, one first strain gauge, one second strain gauge, and one fixed resistor are connected in series and parallel to constitute a resistance portion, and four resistance portions are combined to constitute a Wheatstone bridge circuit. That is, each resistance portion is composed of a "first strain gauge" having a high strain sensitivity and a "component for compensating an output characteristic" having a low strain sensitivity (that is, a second strain gauge and a fixed resistor connected in parallel).

따라서, 소정의 알고리즘을 통해 출력 특성의 선형성이 확보되는 4개의 고정 저항(540)의 저항값을 찾고, 이 저항값들을 이용하여 하중 측정용 브리지 회로를 도 5 및 도 6에 따라 구성하는 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 "하중의 크기/휘트스톤 브리지 회로의 출력값"의 관계가 거의 선형성을 나타냄을 확인할 수 있다(이상적: 실선, 실제: 점선 및 일점쇄선). 이에 따라, 본 발명의 제1 실시예에 따른 하중 측정 장치(500)는 하중의 크기를 보다 높은 해상도로 정확하게 측정하는 장점이 있다. Therefore, when the resistance values of the four fixed resistors 540, in which the linearity of the output characteristic is ensured through a predetermined algorithm, are found and the bridge circuit for measuring the load is constructed according to Figs. 5 and 6 using these resistance values, As shown in Fig. 7, it can be seen that the relationship between the magnitude of the load / the output value of the Wheatstone bridge circuit shows almost linearity (ideal: solid line, actual: dotted line and one-dot chain line). Accordingly, the load measuring apparatus 500 according to the first embodiment of the present invention has an advantage of accurately measuring the magnitude of the load at a higher resolution.

도 8는 본 발명의 제2 실시예에 따른 하중 측정 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 9는 도 8의 하중 측정 장치에 사용되는 하중 측정용 브리지 회로를 도시한 도면이다. FIG. 8 is a view showing a schematic configuration of a load measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a view showing a load measuring circuit used in the load measuring apparatus of FIG.

보다 상세하게, 도 8은 하중이 가해지지 않을 때의 하중 측정 장치(800)의 구성을 도시한 도면으로, 도 8의 (a)는 하중 측정 장치(800)의 단면도, 도 8의 (b)는 하중 측정 장치(800)의 상부 평면도, 도 8의 (c)는 하중 측정 장치(500)의 하부 평면도를 각각 도시한 도면이다. 8 (a) is a sectional view of the load measuring apparatus 800, and FIG. 8 (b) is a sectional view of the load measuring apparatus 800. FIG. 8 8B is a top plan view of the load measuring apparatus 800, and FIG. 8C is a bottom plan view of the load measuring apparatus 500, respectively.

본 발명의 제2 실시예에 따른 하중 측정 장치(800)는 제2 스트레인 게이지(830) 및 제1 저항(840)(도 5 및 도 6의 고정 저항(540)과 대응)의 개수가 제1 스트레인 게이지(820)의 개수보다 적은 것을 제외하고는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하중 측정 장치(500)와 동일하다. The load measuring apparatus 800 according to the second embodiment of the present invention is configured such that the number of the second strain gauge 830 and the first resistor 840 (corresponding to the fixed resistor 540 in FIGS. 5 and 6) Except that the number of strain gauges 820 is smaller than the number of strain gauges 820 of the load measuring apparatus 500 according to the first embodiment of the present invention.

즉, M(1 이상의 정수)개의 제2 스트레인 게이지(830)는 N개의 제1 스트레인 게이지(820) 중 일부인 M개의 제1 스트레인 게이지 각각과 직렬 연결되며, M개의 제1 저항(840)은, M개의 제1 스트레인 게이지(820) 각각과 직렬 연결되고 M개의 제2 스트레인 게이지(840) 각각과 병렬 연결되는 것을 제외하고는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 하중 측정 장치(500)와 동일하다(도 8 및 도 9에서는 "하나의" 제2 스트레인 게이지 및 제1 저항(도 8에서는 미도시)을 도시함). That is, M (one or more integer) second strain gauges 830 are connected in series with each of M first strain gauges, which are a part of N first strain gauges 820, and M first resistors 840, Same as the load measuring apparatus 500 according to the first embodiment of the present invention, except that the load measuring apparatus 500 is connected in series with each of the M first strain gauges 820 and connected in parallel with each of the M second strain gauges 840. [ (Showing "one" second strain gage and first resistance (not shown in FIG. 8) in FIGS. 8 and 9).

더불어, 본 발명의 제2 실시예에 따른 하중 측정 장치(800)는 브리지 회로의 평형을 맞추기 위해 일부의 제1 스트레인 게이지(820)와 직렬 연결되는 제2 저항(850)을 더 포함할 수 있다(도 8에서는 미도시, 도 9에서는 "하나의" 제2 저항을 도시함). 이 때, 제2 저항(850)은 온도 보상 저항으로도 사용될 수 있다. In addition, the load measuring apparatus 800 according to the second embodiment of the present invention may further include a second resistor 850 connected in series with a part of the first strain gauge 820 to balance the bridge circuit (Not shown in Fig. 8, and a "one" second resistor in Fig. 9). At this time, the second resistor 850 may also be used as a temperature compensation resistor.

따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 하중 측정 장치(800)는 N개의 제1 스트레인 게이지(820) 중 일부인 M개의 제1 스트레인 게이지 각각과 연결되는 "출력 특성 보상용 구성요소"만으로 본 발명의 제1 실시예에 따른 하중 측정 장치(500)와 동일한 효과를 얻을 수 있다. Therefore, the load measuring device 800 according to the second embodiment of the present invention can be applied to the present invention by using only the "component for compensating the output characteristic" connected to each of the M first strain gauges as a part of the N first strain gages 820 The same effects as those of the load measuring apparatus 500 according to the first embodiment of the present invention can be obtained.

위에서는 제1 실시예의 하중 측정 장치 및 제2 실시예의 하중 측정 장치와 각 하중 측정 장치에 사용되는 하중 측정용 브리지 회로의 구성에 대해 살펴보았다. 도 6 및 도 9에 도시된 하중 측정용 브리지 회로 이외에도 다른 실시예의 하중 측정용 브리지 회로가 하중 측정 장치에 적용될 수 있으며, 이하에서는 다른 실시예의 하중 측정용 브리지 회로의 구성에 대해 설명한다. In the above, the configuration of the load measuring device of the first embodiment and the load measuring device of the second embodiment and the load measuring circuit used in each load measuring device have been described. 6 and 9, the load-measuring bridge circuit of another embodiment can be applied to the load-measuring device. Hereinafter, the configuration of the load-measuring bridge circuit of another embodiment will be described.

도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하중 측정 장치용 브리지 회로를 도시한 도면이다. 16 is a view showing a bridge circuit for a load measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 16을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하중 측정 장치용 브리지 회로는 제1 휘트스톤 브리지 회로(1600) 및 제2 휘트스톤 브리지 회로(1650)를 포함한다. Referring to FIG. 16, a bridge circuit for a load measuring apparatus according to another embodiment of the present invention includes a first Wheatstone bridge circuit 1600 and a second Wheatstone bridge circuit 1650.

제1 휘트스톤 브리지 회로(1600)의 각각의 브리지에는 제1 스트레인 게이지(1610-1, 1610-2, 1610-3, 1610-4)가 결합된다. 제1 스트레인 게이지(1610)는 일반적인 하중 측정 장치의 스트레인 게이지와 같이 하중에 따른 변화에 대응하여 그 저항값이 변화된다. The first strain gages 1610-1, 1610-2, 1610-3, and 1610-4 are coupled to each bridge of the first Wheatstone bridge circuit 1600. The resistance value of the first strain gauge 1610 is changed corresponding to a change with a load such as a strain gauge of a general load measuring device.

제2 휘트스톤 브리지 회로(1650)는 제1 휘트스톤 브리지 회로(1600)와 연결되며, 도 16에 도시된 바와 같이, 제1 휘트스톤 브리지 회로(1600)의 d 단자와 제2 휘트스톤 브리지 회로의 h 단자가 연결되고, 제1 휘트스톤 브리지 회로(1600)의 b 단자와 제2 휘트스톤 브리지 회로(1650)의 f 단자가 연결될 수 있다. 이와 같은 연결 구조는 제1 휘트 스톤 브리지 회로(1600)와 제2 휘트스톤 브리지 회로(1650)를 병렬로 연결하는 구조이다. The second Wheatstone bridge circuit 1650 is connected to the first Wheatstone bridge circuit 1600 and is connected to the d terminal of the first Wheatstone bridge circuit 1600 and the second terminal of the second Wheatstone bridge circuit 1600, And the terminal b of the first Wheatstone bridge circuit 1600 and the terminal f of the second Wheatstone bridge circuit 1650 may be connected. Such a connection structure is a structure in which a first Wheatstone bridge circuit 1600 and a second Wheatstone bridge circuit 1650 are connected in parallel.

제2 휘트스톤 브리지 회로(1650)의 각각의 브리지에는 제2 스트레인 게이지(1620-1, 1620-2, 1620-3, 1620-4)가 결합된다. The second strain gages 1620-1, 1620-2, 1620-3, and 1620-4 are coupled to the respective bridges of the second Wheatstone bridge circuit 1650.

제2 스트레인 게이지(1620-1, 1620-2, 1620-3, 1620-4)는 제1 스트레인 게이지(1610)의 비선형 특성을 보상하기 위한 스트레인 게이지이다. The second strain gages 1620-1, 1620-2, 1620-3, and 1620-4 are strain gauges for compensating for the nonlinear characteristics of the first strain gage 1610. [

제2 스트레인 게이지(1620)는 제1 스트레인 게이지에 비해 하중 변화에 따른 저항 변화가 작도록 동작하며, 제2 스트레인 게이지(1620)의 민감도를 줄이기 위해 제2 스트레인 게이지(1620) 각각에는 고정 저항(1630-1, 1630-2, 1630-3, 1630-4)이 병렬로 결합된다. 고정 저항(1630)은 제2 스트레인 게이지(1620)의 민감도 및 브리지간 평형을 위해 제2 스트레인 게이지(1620)와 병렬로 결합될 수 있다. 필요에 따라 고정 저항(1630)은 구비되지 않아도 무방하다. The second strain gauge 1620 is operated such that the resistance variation with the load change is smaller than that of the first strain gauge 1620. To reduce the sensitivity of the second strain gauge 1620, 1630-1, 1630-2, 1630-3, and 1630-4 are coupled in parallel. The fixed resistor 1630 may be coupled in parallel with the second strain gauge 1620 for sensitivity and bridging equilibrium of the second strain gage 1620. The fixed resistor 1630 may not be provided if necessary.

도 16에는 고정 저항(1630)이 제2 스트레인 게이지(1620)와 병렬로 연결되는 구조가 도시되어 있으나 고정 저항(1630)은 제2 스트레인 게이지(1620)와 직렬로 연결될 수도 있다. 16 shows a structure in which the fixed resistor 1630 is connected in parallel with the second strain gauge 1620 while the fixed resistor 1630 may be connected in series with the second strain gauge 1620. [

입력 전압(Ex(+), Ex(-))은 제1 휘트스톤 브리지 회로(1600)의 a 단자 및 c 단자에 인가될 수 있으며, 또한 입력 전압은 제2 휘트스톤 브리지 회로(1650)의 e 단자 및 g 단자에 인가될 수 있다. 제1 휘트스톤 브리지 회로(1600) 및 제2 휘트스톤 브리지 회로(1650)에 인가되는 전압은 동일하다. The input voltages Ex (+) and Ex (-)) may be applied to the a terminal and the c terminal of the first Wheatstone bridge circuit 1600 and the input voltage may also be applied to the second and third Wheatstone bridge circuit 1650 e Terminal and the g terminal. The voltages applied to the first and second Wheatstone bridge circuits 1600 and 1650 are the same.

출력 전압은 서로 연결되는 제1 휘트스톤 브리지 회로(1600)의 d 단자 및 제2 휘트스톤 브리지 회로(1650)의 h 단자와 서로 연결되는 제1 휘트스톤 브리지 회로(1600)의 b 단자 및 제2 휘트스톤 브리지 회로(1650)의 f 단자 사이에서 측정된다. The output voltage is connected to the d terminal of the first Wheatstone bridge circuit 1600 connected to each other and the b terminal of the first Wheatstone bridge circuit 1600 connected to the h terminal of the second Wheatstone bridge circuit 1650, And is measured between the f terminals of the Wheatstone bridge circuit 1650.

이때, 출력 전압은 제1 휘트스톤 브리지 회로의 출력 전압과 제2 휘트스톤 브리지 회로의 출력을 더한 값을 2로 나눈 값이 된다. At this time, the output voltage is a value obtained by dividing the sum of the output voltage of the first Wheatstone bridge circuit and the output of the second Wheatstone bridge circuit by two.

도 16에는 제1 휘트스톤 브리지 회로(1600) 및 제2 휘트스톤 브리지 회로(1650)에 동일한 전압이 인가되는 경우가 도시되어 있으나, 각 브리지 회로에 인가되는 전압은 상이할 수도 있다. 16 shows a case where the same voltage is applied to the first Wheatstone bridge circuit 1600 and the second Wheatstone bridge circuit 1650, but the voltage applied to each bridge circuit may be different.

도 16과 같은 하중 측정용 브리지 회로는 4개의 제2 스트레인 게이지가 사용되는 하중 측정 장치에 적용될 수 있을 것이다. The load circuit for measuring the load as shown in FIG. 16 may be applied to a load measuring apparatus using four second strain gauges.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하중 측정 장치용 브리지 회로를 도시한 도면이다. 17 is a view showing a bridge circuit for a load measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 17을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하중 측정 장치용 브리지 회로는 제1 휘트스톤 브리지 회로(1700) 및 제2 휘트스톤 브리지 회로(1750)를 포함한다. Referring to FIG. 17, the bridge circuit for a load measuring apparatus according to another embodiment of the present invention includes a first Wheatstone bridge circuit 1700 and a second Wheatstone bridge circuit 1750.

제1 휘트스톤 브리지 회로(1700)의 각각의 브리지에는 제1 스트레인 게이지(1710-1, 1710-2, 1710-3, 1710-4)가 결합된다. 제1 스트레인 게이지(1710)는 일반적인 하중 측정 장치의 스트레인 게이지와 같이 하중에 따른 변화에 대응하여 그 저항값이 변화된다. First strain gages 1710-1, 1710-2, 1710-3, and 1710-4 are coupled to respective bridges of the first Wheatstone bridge circuit 1700. The resistance value of the first strain gauge 1710 is changed corresponding to a change with a load such as a strain gauge of a general load measuring apparatus.

제2 휘트스톤 브리지 회로(1750)는 제1 휘트스톤 브리지 회로(1700)와 연결되며, 도 17에 도시된 바와 같이, 제1 휘트스톤 브리지 회로(1700)의 d 단자와 제2 휘트스톤 브리지 회로의 h 단자가 연결되고, 제1 휘트스톤 브리지 회로(1700)의 b 단자와 제2 휘트스톤 브리지 회로(1750)의 f 단자가 연결될 수 있다. 이와 같은 연결 구조는 제1 휘트 스톤 브리지 회로(1700)와 제2 휘트스톤 브리지 회로(1750)를 병렬로 연결하는 구조이다. The second Wheatstone bridge circuit 1750 is connected to the first Wheatstone bridge circuit 1700 and is connected to the d terminal of the first Wheatstone bridge circuit 1700 and the second terminal of the second Wheatstone bridge circuit 1700, And the terminal b of the first Wheatstone bridge circuit 1700 and the terminal f of the second Wheatstone bridge circuit 1750 may be connected. Such a connection structure is a structure in which the first Wheatstone bridge circuit 1700 and the second Wheatstone bridge circuit 1750 are connected in parallel.

제2 휘트스톤 브리지 회로(1750)의 브리지들 중 적어도 하나에는 제2 스트레인 게이지(1720)가 결합되며, 도 2에는 하나의 제2 스트레인 게이지(1720)가 결합된 예가 도시되어 있다. 물론 2 또는 3개의 제2 스트레인 게이지가 다른 브리지에 결합될 수도 있을 것이다. At least one of the bridges of the second Wheatstone bridge circuit 1750 is coupled to a second strain gage 1720, and FIG. 2 shows an example in which one second strain gage 1720 is coupled. Of course, two or three second strain gauges may be coupled to other bridges.

제2 스트레인 게이지(1720)가 결합되지 않은 브리지에는 고정 저항(1730-1, 1730-2, 1730-3)이 결합된다. 휘트스톤 브리지 회로에는 4 개의 브리지가 있으므로, 도 17과 같이 하나의 제2 스트레인 게이지가 결합될 경우 3개의 고정 저항이 각 브리지에 결합될 수 있다. 고정 저항들(1730)은 제2 브리지 회로의 평형 유지를 위해 제2 스트레인 게이지(1720)가 결합되지 않은 브리지에 결합된다. The fixed resistors 1730-1, 1730-2, and 1730-3 are coupled to the bridge to which the second strain gauge 1720 is not coupled. Since there are four bridges in the Wheatstone bridge circuit, three fixed resistors can be coupled to each bridge when one second strain gage is coupled as shown in FIG. The fixed resistors 1730 are coupled to the bridge to which the second strain gauge 1720 is not coupled to maintain the balance of the second bridge circuit.

제2 스트레인 게이지(1720)는 제1 스트레인 게이지(1710)에 비해 작은 민감도로 저항값이 변하며 제1 스트레인 게이지(1710)의 비선형 특성을 보상한다. The second strain gage 1720 varies the resistance value with less sensitivity than the first strain gage 1710 and compensates for the nonlinear characteristics of the first strain gage 1710.

제1 스트레인 게이지(1710)에 비해 작은 민감도로 저항값이 변화하도록 제2 브리지 회로(1750)에는 보상 상수 저항(1740)이 추가적으로 결합되며, 보상 상수 저항(1740)이 추가적으로 결합될 수 있으며, 보상 상수 저항(1740)은 제2 스트레인 게이지(1720)의 감도를 조절하는 기능을 한다. 보상 상수 저항(1740)의 값에 의해 제2 스트레인 게이지(1720)의 민감도가 변화된다. 보상 상수 저항(1740)은 입력 단자와 제2 브리지 회로(1750) 사이에 직렬로 결합될 수 있다. A compensation constant resistor 1740 is additionally coupled to the second bridge circuit 1750 such that the resistance value changes with less sensitivity than the first strain gage 1710. A compensation constant resistor 1740 can additionally be coupled, The constant resistance 1740 serves to adjust the sensitivity of the second strain gauge 1720. The value of the compensation constant resistor 1740 changes the sensitivity of the second strain gauge 1720. The compensation constant resistor 1740 may be coupled in series between the input terminal and the second bridge circuit 1750.

도 17에는 입력 전압의 - 입력 단자(Ex(-))에 보상 상수 저항(1740)이 연결되는 경우가 도시되어 있으나, 보상 상수 저항(1740)은 입력 전압의 +입력 단자(Ex(+))에 연결될 수도 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다. 17 shows the case where the compensation constant resistor 1740 is connected to the negative input terminal Ex (-) of the input voltage, the compensation constant resistor 1740 is connected to the positive input terminal Ex (+) of the input voltage, As will be apparent to those skilled in the art.

도 17에 도시된 하중 측정용 브리지 회로는 제1 스트레인 게이지에 비해 작은 수의 제2 스트레인 게이지가 사용되는 하중 측정 장치에 적용될 수 있을 것이다. The load-measuring bridge circuit shown in Fig. 17 may be applied to a load measuring device in which a smaller number of second strain gauges are used than a first strain gauge.

출력 전압은 서로 연결되는 제1 휘트스톤 브리지 회로(1700)의 d 단자 및 제2 휘트스톤 브리지 회로(1750)의 h 단자와 서로 연결되는 제1 휘트스톤 브리지 회로(1700)의 b 단자 및 제2 휘트스톤 브리지 회로(1750)의 f 단자 사이에서 측정된다. The output voltage is connected to the d terminal of the first Wheatstone bridge circuit 1700 connected to each other and the terminal b of the first Wheatstone bridge circuit 1700 connected to the terminal h of the second Wheatstone bridge circuit 1750 and the Is measured between the f terminals of the Wheatstone bridge circuit 1750.

도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 하중 측정 장치의 평면도를 도시한 도면이다. 10 is a plan view of a load measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention.

보다 상세하게, 도 10은 하중이 가해지지 않을 때의 하중 측정 장치(800)의 구성을 도시한 도면으로, 도 10 (a)는 하중 측정 장치(1000)의 단면도, 도 10의 (b)는 하중 측정 장치(1000)의 상부 평면도, 도 10의 (c)는 하중 측정 장치(1000)의 하부 평면도를 각각 도시한 도면이다. 10 (a) is a sectional view of the load measuring apparatus 1000, and FIG. 10 (b) is a cross-sectional view of the load measuring apparatus 1000. FIG. 10 FIG. 10C is a top plan view of the load measuring apparatus 1000, and FIG. 10C is a bottom plan view of the load measuring apparatus 1000, respectively.

본 발명의 제3 실시예에 따른 하중 측정 장치(1000)는 N개(일례로, 4개)의 제2 스트레인 게이지(1030)가 홀(1011)에 부착되고 있음을 제외하고는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하중 측정 장치(500)와 동일하다. 이 때, N개의 제2 스트레인 게이지(1030)는 탄성체(1010)의 상하면 중 적어도 일면과 가장 가까이 위치하는 홀(1011)의 지점에 부착될 수 있다. The load measuring apparatus 1000 according to the third embodiment of the present invention is a load measuring apparatus 1000 according to the third embodiment of the present invention except that N (for example, four) second strain gages 1030 are attached to the holes 1011. [ Is the same as the load measuring apparatus 500 according to the embodiment. At this time, the N second strain gages 1030 may be attached to a position of the hole 1011 located closest to at least one of the upper and lower surfaces of the elastic body 1010.

보다 상세하게, 홀(1011)은, 탄성체(1010)의 내부 상단에 위치하는 제1 홀(10111), 및 탄성체(1010)의 내부 하단에 위치하는 제2 홀(10112) 및 제1 홀(10111)과 제2 홀(10112) 사이에 위치하는 제3 홀(10113)을 포함한다. More specifically, the hole 1011 includes a first hole 10111 located at the inner upper end of the elastic body 1010 and a second hole 10112 and a first hole 10111 located at the inner lower end of the elastic body 1010, And a third hole 10113 positioned between the first hole 10112 and the second hole 10112.

이 때, N개(일례로 4개)의 제2 스트레인 게이지(1030) 중 적어도 일부(일례로, 2개)는 제1 홀(10111)에 부착되고, 나머지 일부(일례로, 2개)는 제2 홀(10112)에 부착될 수 있다. 여기서, 적어도 일부의 제2 스트레인 게이지는 제3 홀(10113)과 가장 가까이 위치하는 제1 홀(10111)의 지점에 부착되고, 나머지 일부의 제2 스트레인 게이지는 제3 홀(10113)과 가장 가까이 위치하는 제2 홀(10112)의 지점에 부착될 수 있다. At this time, at least some (e.g., two) of the N (for example, four) second strain gages 1030 are attached to the first hole 10111, and the remaining (for example, two) And can be attached to the second hole 10112. Here, at least a part of the second strain gauge is attached to a point of the first hole 10111 located closest to the third hole 10113, and the second strain gauge of the remaining part is attached to the third hole 10113 closest to the third hole 10113 May be attached to a point of the second hole 10112 where it is located.

이에 따라, 본 발명의 제3 실시예에 따른 하중 측정 장치(1000)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하중 측정 장치(500)와 동일한 효과를 얻을 수 있다. Accordingly, the load measuring apparatus 1000 according to the third embodiment of the present invention can obtain the same effect as the load measuring apparatus 500 according to the first embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 하중 측정 장치의 평면도를 도시한 도면이다. 11 is a top view of a load measuring apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

본 발명의 제4 실시예에 따른 하중 측정 장치(1100)는 제2 스트레인 게이지(1130) 및 고정 저항(1040)과 대응되는 제1 저항(1140)의 개수가 제1 스트레인 게이지(1120)의 개수보다 적은 것, 및 브릿지 회로의 평형을 맞추기 위해 M개의 제1 스트레인 게이지(1020) 각각과 직렬 연결되는 M개의 제2 저항(1150)을 더 포함할 수 있는 것을 제외하고는 본 발명의 제3 실시예에 따른 하중 측정 장치(1000)와 동일하다(도 9 참조). 이하, 상세한 설명은 생략한다. The load measuring apparatus 1100 according to the fourth embodiment of the present invention is configured such that the number of the first resistors 1140 corresponding to the second strain gauge 1130 and the fixed resistor 1040 corresponds to the number of the first strain gages 1120 , And M second resistors 1150 in series with each of the M first strain gauges 1020 to balance the bridge circuit, as shown in the third embodiment of the present invention. Is the same as the load measuring apparatus 1000 according to the example (see Fig. 9). Hereinafter, the detailed description will be omitted.

요컨대, 본 발명의 실시예들에 따른 하중 측정 장치(500, 800, 1000, 1100)을 일반화하면 다음과 같은 구성을 가진다. 즉, 탄성체는 내부에 위치한 홀을 포함하고, N개의 제1 스트레인 게이지는 탄성체의 상면, 탄성체의 하면 및 홀 중에서 적어도 하나 이상에 부착되고, M개의 제2 스트레인 게이지는 N개의 제1 스트레인 게이지 중 "적어도" 일부인 M개의 제1 스트레인 게이지 각각과 직렬 연결되며, M개의 제1 저항(고정 저항)은 M개의 제1 스트레인 게이지 각각과 직렬 연결되고, M개의 제2 스트레인 게이지 각각과 병렬 연결될 수 있다. In short, the load measuring apparatuses 500, 800, 1000, and 1100 according to the embodiments of the present invention are generalized as follows. That is, the elastic body includes holes located therein, N first strain gauges are attached to at least one of the upper surface of the elastic body, the lower surface and the hole of the elastic body, and the M second strain gages are attached to the N first strain gauges M first resistances (fixed resistors) are connected in series with each of the M first strain gauges, and may be connected in parallel with each of the M second strain gauges, in series with each of the M first strain gauges that are "at least & .

도 12 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 하중 측정 장치의 적용예를 설명하기 위한 도면이다. 12 to 15 are views for explaining application examples of a load measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

보다 상세하게, 도 12에서는 Shear 타입의 로드셀의 적용예(여기서, 4개의 제1 스트레인 게이지 및 4개의 제2 스트레인 게이지(8-strain gauge)가 사용됨)를 도시하고 있고, 도 13에서는 Column 타입의 로드셀의 적용예(여기서, 4개의 제1 스트레인 게이지 및 4개의 제2 스트레인 게이지(8-strain gauge)가 사용됨)를 도시하고 있다. 또한, 도 14에서는 Pan Cake 타입의 로드셀의 적용예(여기서, 8개의 제1 스트레인 게이지 및 8개의 제2 스트레인 게이지(16-strain gauge)가 사용됨)를 도시하고 있고, 도 15에서는 Diaphragm 타입의 로드셀의 적용예(여기서, 4개의 제1 스트레인 게이지 및 4개의 제2 스트레인 게이지(8-strain gauge)가 사용됨)를 도시하고 있다. More specifically, FIG. 12 shows an application example of a shear type load cell (here, four first strain gauges and four second strain gauges are used), and in FIG. 13, a column type Application example of a load cell (here, four first strain gauges and four second strain gauges are used). 14 shows an application example of a Pan Cake type load cell (in which eight first strain gauges and eight second strain gauges are used), and in Fig. 15, a diaphragm type load cell (Here, four first strain gauges and four second strain gauges are used).

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and limited embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- Various modifications and variations may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

Claims (14)

하중 측정 장치에 있어서,
대상물의 하중에 따라 변형되는 탄성체;
상기 탄성체의 일면에 부착되고, 휘트스톤 브리지 회로의 형태로 연결되는 N(2 이상의 정수)개의 제1 스트레인 게이지; 및
상기 탄성체의 일면에 부착되고, 상기 N개의 제1 스트레인 게이지 각각과 직렬 연결되는 N개의 제2 스트레인 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 하중 측정 장치. A load measuring device comprising:
An elastic body deformed according to the load of the object;
N (a total of 2 or more) first strain gages attached to one surface of the elastic body and connected in the form of a Wheatstone bridge circuit; And
And N second strain gages attached to one surface of the elastic body and connected in series with each of the N first strain gauges. 제1항에 있어서,
상기 N개의 제2 스트레인 게이지 각각과 연결되는 N개의 고정 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하중 측정 장치. The method according to claim 1,
And N fixed resistors connected to each of the N second strain gauges. 제1항에 있어서,
상기 N개의 고정 저항은 상기 제2 스트레인 게이지와 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 하중 측정 장치. The method according to claim 1,
And the N fixed resistors are connected in parallel with the second strain gauge. 하중 측정 장치에 있어서,
대상물의 하중에 따라 변형되는 탄성체;
상기 탄성체의 일면에 부착되고, 휘트스톤 브리지 회로의 형태로 연결되는 N(2 이상의 정수)개의 제1 스트레인 게이지; 및
상기 탄성체의 적어도 일면에 부착되고, 상기 N개의 제1 스트레인 게이지 중 일부인 M(1 이상의 정수)개의 제1 스트레인 게이지 각각과 직렬 연결되는 M개의 제2 스트레인 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 하중 측정 장치. A load measuring device comprising:
An elastic body deformed according to the load of the object;
N (a total of 2 or more) first strain gages attached to one surface of the elastic body and connected in the form of a Wheatstone bridge circuit; And
And M second strain gages attached to at least one surface of the elastic body and connected in series with each of M first strain gages (one or more integers) that is a part of the N first strain gauges, . 제4항에 있어서,
상기 M개의 제2 스트레인 게이지와 연결되는 M개의 제1 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하중 측정 장치. 5. The method of claim 4,
And M first resistances connected to the M second strain gauges. 제5항에 있어서,
상기 M개의 제1 저항은 상기 제2 스트레인 게이지와 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 하중 측정 장치. 6. The method of claim 5,
And the M first resistors are connected in parallel with the second strain gauge. 제6항에 있어서,
상기 M개의 제1 스트레인 게이지 각각과 직렬 연결되는 M개의 제2 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하중 측정 장치.The method according to claim 6,
And M second resistors connected in series with each of the M first strain gauges. 하중 측정 장치에 있어서,
대상물의 하중에 따라 변형되는 탄성체;
상기 탄성체의 일면에 부착되고, 제1 휘트스톤 브리지 회로를 형성하도록 연결되는 N(2 이상의 정수)개의 제1 스트레인 게이지; 및
상기 탄성체의 적어도 일면에 부착되고, 제2 휘트스톤 브리지 회로를 형성하도록 연결되는 M(1 이상의 정수)개의 제2 스트레인 게이지를 포함하되,
상기 제1 휘트스톤 브리지 회로 및 상기 제2 휘트스톤 브리지 회로는 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 하중 측정 장치. A load measuring device comprising:
An elastic body deformed according to the load of the object;
N (second or more integer) first strain gauges attached to one surface of the elastic body and connected to form a first Wheatstone bridge circuit; And
A second strain gauge attached to at least one side of the elastic body and connected to form a second Wheatstone bridge circuit,
Wherein the first Wheatstone bridge circuit and the second Wheatstone bridge circuit are connected in parallel. 제8항에 있어서,
상기 제2 휘트스톤 브리지 회로의 상기 제2 스트레인 게이지와 연결되는 M개의 고정 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하중 측정 장치. 9. The method of claim 8,
And M fixed resistors connected to the second strain gauge of the second Wheatstone bridge circuit. 제9항에 있어서,
상기 M 개의 고정 저항은 상기 제2 스트레인 게이지와 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 하중 측정 장치. 10. The method of claim 9,
And the M fixed resistors are connected in parallel with the second strain gauge. 제8항에 있어서,
상기 제1 휘트스톤 브리지 회로 및 상기 제2 휘트스톤 브리지 회로에는 동일한 입력 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 하중 측정 장치. 9. The method of claim 8,
Wherein the same input voltage is applied to the first Wheatstone bridge circuit and the second Wheatstone bridge circuit. 대상물의 하중에 따라 변형되는 탄성체;
상기 탄성체의 일면에 부착되고, 제1 휘트스톤 브리지 회로를 형성하도록 연결되는 N(2 이상의 정수)개의 제1 스트레인 게이지; 및
상기 탄성체의 적어도 일면에 부착되고, 제2 휘트스톤 브리지 회로의 적어도 하나 이상의 브리지에 결합되도록 연결되는 M(1 이상의 정수)개의 제2 스트레인 게이지; 및
상기 제2 휘트스톤 브리지 회로에서 상기 제2 스트레인 게이지가 결합되지 않은 브리지에 결합되는 적어도 하나의 고정 저항을 포함하되,
상기 제1 휘트스톤 브리지 회로 및 상기 제2 휘트스톤 브리지 회로는 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 하중 측정 장치. An elastic body deformed according to the load of the object;
N (second or more integer) first strain gauges attached to one surface of the elastic body and connected to form a first Wheatstone bridge circuit; And
An M (at least one integer) second strain gauge attached to at least one surface of the elastic body and connected to be coupled to at least one bridge of a second Wheatstone bridge circuit; And
And at least one fixed resistor coupled to a bridge to which the second strain gage is not coupled in the second Wheatstone bridge circuit,
Wherein the first Wheatstone bridge circuit and the second Wheatstone bridge circuit are connected in parallel. 제12항에 있어서,
상기 제1 휘트스톤 브리지 회로 및 상기 제2 휘트스톤 브리지 회로에는 동일한 입력 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 하중 측정 장치. 13. The method of claim 12,
Wherein the same input voltage is applied to the first Wheatstone bridge circuit and the second Wheatstone bridge circuit. 제12항에 있어서,
상기 제2 휘트스톤 브리지에 전압을 인가하는 입력 단자에 연결되는 감도 보상 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하중 측정 장치. 13. The method of claim 12,
And a sensitivity compensation resistor connected to an input terminal for applying a voltage to the second Wheatstone bridge.
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