PL114709B1 - Sensing element for force measurement - Google Patents

Sensing element for force measurement Download PDF

Info

Publication number
PL114709B1
PL114709B1 PL20341877A PL20341877A PL114709B1 PL 114709 B1 PL114709 B1 PL 114709B1 PL 20341877 A PL20341877 A PL 20341877A PL 20341877 A PL20341877 A PL 20341877A PL 114709 B1 PL114709 B1 PL 114709B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
diaphragm
force
trough
elastic parts
sensor
Prior art date
Application number
PL20341877A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL203418A1 (en
Inventor
Jerzy Barzykowski
Stefan Jakubiak
Wiktor Kniaziew
Anna Seredynska
Miroslaw Kozlowski
Original Assignee
Wojskowa Akad Tech
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wojskowa Akad Tech filed Critical Wojskowa Akad Tech
Priority to PL20341877A priority Critical patent/PL114709B1/en
Publication of PL203418A1 publication Critical patent/PL203418A1/en
Publication of PL114709B1 publication Critical patent/PL114709B1/en

Links

Landscapes

  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest czujnik do pomia¬ ru sily, zwlaszcza sily skurczu macicy.Znany czujnik do pomiaru sily skurczu macicy sklada, sie ze sztywnej, nieodksztalcainej podsta¬ wy o ksztalcie koryta oraz z meimtarainy plaskiej, osadzonej w sciankach bocznych podstawy. Jeden koniec imermbrainy osadzony jest satywno w podsta¬ wie, a drugi koniec — przesuwnie, co pozwala na kompensacje naprezen wystepujacych w mem¬ branie wskuitek zmian temperatury. Na membra¬ ne naklejone sa cztery tensometry polaczone w ukladzie mostkowym, a w srodku membrany za¬ mocowany jest elemenit sluzacy do przenoszenia siJy sikurczu macicy na membrane. Mostek teinso- metryczny polaczony jest zazwyczaj z przyrza¬ dem rejestrujacym.Konstrukcja tego znanego czujnika ma te wade, ze pomiar sily sikurczu macicy jest obarczony bledem do 10%, który daje sila od momentów skrecajacych membrane. Poza tym na skutek tar¬ cia wystepujacego na koncu zamocowanym su- wdiwie wystepuje zjawisko histerezy.Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji membrany, pozwalajacej na wyeliminowanie z pomiaru naprezen cd momentów skrecajacych oraz zjawiska histerezy.Istota wynalazku polega na tym, ze membrana sklada sie z dwóch skrajnych czesci sprezystych, na których naklejone sa tensometry oraz z srodkowej czesci, w której osadzony jest element do przenoszenia sily na metmfbrane. Wszystkie cze¬ sci membrany stanowia jedmodita calosc i usy¬ tuowane sa wzgledem siebie talk, ze srodkowa czesc membrany posiada ksiztalt koryta, którego 5 sciany boczne laczace czesci sprezyste z dnem koryta sa 3—6 razy ciensze od czesci sprezystych, a dno koryta jest 2—4 raizy wezsze .od czesci sprezystych. Ponadto czujnik ma ogranicznik osa¬ dzony w podstawie, którego os pokrywa sie z 10 osia elementu do przenoszenia sily na membrane.Wyprofilowana czesc srodkowa membrany w ksztalcie koryta, którego sciany boczne sa 3— 6 razy ciensze od poziomych pomiarowych czesci sprezystych, jest równoznaczna ze swobodnym 15 zawieszeniem jednych konców tych czesci. Kon¬ strukcja taka minimalizuje naprezenia wystepu¬ jace przy zmianach temperatury, a ponadto po¬ zwala na sztywne zamocowanie konców membra¬ ny w podstawie, oo eliminuje stosowanie zamoco- 2Q wania suwliwego jednego konca membrany, którego precyzyjne wykonanie jest technologicz¬ nie trudne oraz eliminuje zjawisko histerezy.Przez wykonanie dna koryta wezszego od po¬ ziomych czesci sprezystych membrany i zamoco- 25 wanae elementu przenoszacego sile na tej wezszej czesci eliminuje sie prawie calkowicie z pomiaru naprezenia od momentów skrecajacych membrane, gdyz tensometry naklejone na pomiarowych po¬ ziomych czesciach sprezystych znajduja sie na 3Q osi obojetnej membrany. 114 709IM 799.Taika konstrukcja pozwala na uzyskanie wyso¬ kich parametrów dyuiaimicznych. Czujindk wedlug wynalazku o zakresie znamionowym 2 (IkG) daje blad nieliniowosci mniejszy niz 0,1% i rozróznial- nosc 1(H (kG).Praedmiot wyinaladku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie w przekroju podluznym czujnik do pomiaru sily rzedu 2 {kG), a fig. 2 — membranie, czujnika w widoku z góry.Czujnik sklada- sie z podstawy 1 i zamocowa¬ nej w niej sztywno membrany 2 za pomoca wkretów 19. Membrana 2 posiada' czesc srodkowa wyprofilowana w ksztalcie koryta, którego scia¬ ny boczne 4 sa piec razy ciensze od poziomych L"z^Ci ' &IJ(ffiHE|ch 3, i a dno 5 jest cztery razy wyzsze1 od ca^sci 3. Posrodku dma 5 umocowany jest element 6 fcv postaci gaiki, przenoszacy slfe ..^WW^11^^ ^ membranie.Na kazdej cigpci, sprezystej 3 membrany 2 na-, Rffle^óne sa T 7Dusltromflitie przeciwlegle, na jednej podluznej osi po dwa tensometry 7. W podstawie 1 na osi galki 6 zamocowany jest ogranicznik 8, zabezpieczajacy membrane¦*' 2; przed < :riirzeciaze%iem *'• mechanicznym.Przy zmianach temperatury konce 3a czesci sprezystych 3 membrany 2, stanowiace konce swobodne^ gdyz. polaczone sa z.cienkdmi elastycz¬ nymi scianami 4, przemieszczaja sie i w czesciach 3 membrany nde wystepuja naprezenia tempera¬ turowe. r : Podczas eksploatacji przetwornika poza sklado¬ wa sily mierzona wzdluz osi y wystepuja takze skladowe sily dzialajace wzdluz osi x i i. Elimi¬ nacja wplywu sily dzialajacej wtzdluz osi x na wynik pomiaru nastepuje dzieki elastycznemu zawieszeniu 4 oraz przez zmiane znaku naprezen w tensometrach 7 powodujacych samokompen- sacje mostka.EJcniiinacja wplywu sily dzialajacej wzdluz osi i na wyniki pomiaru nastepuje dzieki przeweze¬ niu dna 5 membrany oraz naklejeniu tensome- trów na osi obojetnej wzgledem momentów skre- l **t cajacych czesci sprezystych 3. , . = ** \ ¦ Czujnik stosuje sie w ten sposót, ze galke 6 przyklada sie do brzucha pacjentki, a \n&stepnie przymocowuje sie do niego czujnik za pomoca 10 15 20 25 30 35 W momencie gdy nastepuje skurcz miesnia ma¬ cicy, wzrasta naprezenie miesnia brauciia Fijalka 6 zostaje wskutek tego przesunieta do wewnatrz czujnika powodujace ugiecie czesci sprezystych 3 membrany. Tensometry, 7 zmieniaja rezystancje, nastepuje rotzrównowazenie ukladu mostkowego, na wyjsciu którego pojawia sie sygnal pomiarowy i przyrzad rejestrujacy ;wyskalowany w jedno¬ stkach sily rejestruje sile skurczu macicy. : Czujnik, wedlug wyinai^zku sluzy do pomiaru sil w* zakresie od "pojedynczych ^atntyów^ do jBetefc kilogramów. Zakres pomiaru zalezy^ ód grubosci czesci sprezystych 3 memfbrany. ;' V : Czujnik poza diagnostyka medyczna znajduje takze zastosowanie, jako .element pomiarowy•..wag precyzyjnych.Zastrzezenie patentowe Czujnik do pomijaru sily, zwlaszcza sily skur¬ czu macicy, skladajacy sie z meihbrany osadzonej w sztywnej podstawie, na której to membranie naklejone.. sa tensowietry w,upadzie mostkowym oraz osadzony jest element do przenoszenia sily na membrane, znamienny tym, ze membrana sjklada sie z dwóch skrajnych czesci sprezystych (3) na których osadzone sa tensometry (7) oraz ze srodkowej czesci (4, 5), w której osadzony jest element (6) do przenoszenia sily na membrane. przy czym wszystkie czesci membrany stanowia jedinolitaf calosc i usytuowane sa wzgledem siebie tak, ze srodkowa czesc membrany posiada ksztalt koryta, którego sciany boczne (4) laczace; czesci (3) z dnem (5) koryta sa 3r—6 razy ciensze od czesci sprezystych (3), a dno (5) koryta jest 2— 4 razy wezsze od czesci sprezystych (3), a ponadto- czujnik ma ogranicznik (8) osadzony w podstawie (1), którego Os pokrywa sie z osia elementu (6). figi. r ^r^ f/g 2.PZGraf Koszalin D-466 100 A-4 Cena 45 zl PLThe present invention relates to a sensor for measuring the force, in particular the contraction force of the uterus. A known sensor for measuring the force of uterine contraction consists of a stiff, non-deformable trough-shaped base and a flat meimtarain embedded in the side walls of the base. One end of the imermbraine is seated satively in the base, and the other end is slidably seated, which allows for compensation of stresses occurring in the membrane as a result of temperature changes. Four strain gauges connected in the sternum system are glued to the diaphragms, and an element is attached in the center of the diaphragm, which serves to transfer the uterine contraction to the diaphragm. Usually, the theimetric bridge is connected to a recording device. The design of this known sensor has the disadvantage that the measurement of uterine contraction force is biased by up to 10%, which gives the force from diaphragm twisting moments. Moreover, as a result of the friction occurring at the end of the connected flange, the phenomenon of hysteresis occurs. The aim of the invention is to develop a diaphragm structure that allows for the elimination of torsional moments and hysteresis from the measurement of stresses, cd and the phenomenon of hysteresis. the extreme elastic parts, on which the strain gauges are glued, and the middle part, where the element for transferring the force to the collected material is embedded. All the diaphragm parts constitute the whole unit and are adjacent to each other by talc, so that the central part of the diaphragm has a trough rectangular shape, the side walls of which connecting the elastic parts to the trough bottom are 3-6 times thinner than the elastic parts, and the trough bottom is 2 —4 raizy hoses from elastic parts. In addition, the sensor has a stop embedded in the base, the axis of which coincides with the axis of the force transfer element on the diaphragm. The profiled trough-shaped central part of the diaphragm, the side walls of which are 3 to 6 times thinner than the horizontal measuring elastic parts, equates to free suspension of one end of the parts. Such a structure minimizes stresses occurring with temperature changes, and also allows for rigid fixation of the ends of the membrane in the base, eliminating the use of sliding one end of the membrane, the precise execution of which is technologically difficult, and eliminates the phenomenon of hysteresis. By making the bottom of the trough narrower than the horizontal elastic parts of the diaphragm and the attachment of the force-transmitting element on this narrow part, it is almost completely eliminated from the measurement of stresses from twisting moments of the diaphragm, because the strain gauges attached to the measuring horizontal elastic parts are found on the 3rd axis of the neutral diaphragm. 114 709IM 799.This construction allows to obtain high dynamical parameters. A detector according to the invention with a rated range of 2 (IkG) gives a nonlinearity error of less than 0.1% and a discrimination of 1 (H (kG). The subject of the exception is shown in the example of the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows schematically in a longitudinal section the sensor for measuring the order force 2 (kG), and Fig. 2 - the diaphragm, the sensor in the top view. The sensor consists of a base 1 and a diaphragm 2 rigidly fixed in it by means of screws 19. The diaphragm 2 has a central part profiled in the shape of a trough, the side walls of which 4 are five times thinner than the horizontal L "z ^ Ci '& IJ (ffiHE | ch 3, and the bottom 5 is four times higher than the whole 3. In the middle of the block 5 there is an element 6 fcv in the form of carbons, transferring slfe .. ^ WW ^ 11 ^^ ^ diaphragm. On each continuity, 3 elastic membranes 2 na-, Rffle ^ t are T 7Dusltromflitie opposite, on one longitudinal axis two strain gauges 7. In the base 1 on the axis on the handle 6 there is a stop 8, protecting the membrane¦ * '2; in front of <: riirzeciaze% I * '• mechanical. With temperature changes, the ends 3a of the elastic parts 3 of the diaphragm 2, which are the free ends, because. They are connected with thin flexible walls 4, they move and in parts 3 of the diaphragm there are temperature stresses. r: During the operation of the transducer, apart from the component of the force measured along the y axis, there are also components of the forces acting along the x and i axis. The elimination of the force acting along the x axis on the measurement result is due to the elastic suspension 4 and by changing the sign of stresses in the strain gauges 7 self-compensation of the sternum. EJcniation of the influence of the force acting along the axis and on the measurement results is achieved by the slotting of the bottom 5 of the diaphragm and the sticking of strain gauges on the axis neutral with respect to the torsion moments ** of the entire elastic parts 3.,. = ** \ ¦ The sensor is used in such a way that the knob 6 is placed against the abdomen of the patient, and the sensor is attached to it by means of 10 15 20 25 30 35. When the uterine muscles contract, the muscle tension increases The brauciia Fijalka 6 is thereby moved inside the sensor, causing the elastic parts 3 of the diaphragm to bend. The strain gauges, 7 change the resistances, the bridge system is equilibrated, at the output of which a measuring signal and a recording device appear, the force graduated in units records the contraction force of the uterus. : The sensor, according to the formula, is used to measure forces in the range from "single ^ attnts ^ to jBetefc kilograms. The measuring range depends on the thickness of the elastic parts of the 3 membranes.; ' V: The sensor, apart from medical diagnostics, is also used as a measuring element for precision balances. Patent disclaimer Sensor for measuring force, especially uterine contraction force, consisting of a clamp embedded in a rigid base on which the membrane is glued .. there are strainers in the sternum fall and a force transfer element is mounted on the diaphragm, characterized in that the diaphragm consists of two extreme elastic parts (3) on which the strain gauges are mounted (7) and a central part (4, 5), in which the element (6) for transmitting the force to the diaphragm is embedded, all parts of the diaphragm being a single monolithaph and positioned with respect to each other so that the central part of the diaphragm has the shape of a trough whose side walls (4) connect; (5) the troughs are 3r — 6 times thinner than the elastic parts (3), and the bottom (5) of the trough is 2 to 4 times narrower than the elastic parts (3), and the sensor has a stop (8) embedded in the base (1) ), which The axis of the element is aligned with the axis (6). figs. r ^ r ^ f / g 2.PZGraf Koszalin D-466 100 A-4 Price PLN 45 PL

Claims (2)

1. Zastrzezenie patentowe Czujnik do pomijaru sily, zwlaszcza sily skur¬ czu macicy, skladajacy sie z meihbrany osadzonej w sztywnej podstawie, na której to membranie naklejone.. sa tensowietry w,upadzie mostkowym oraz osadzony jest element do przenoszenia sily na membrane, znamienny tym, ze membrana sjklada sie z dwóch skrajnych czesci sprezystych (3) na których osadzone sa tensometry (7) oraz ze srodkowej czesci (4, 5), w której osadzony jest element (6) do przenoszenia sily na membrane. przy czym wszystkie czesci membrany stanowia jedinolitaf calosc i usytuowane sa wzgledem siebie tak, ze srodkowa czesc membrany posiada ksztalt koryta, którego sciany boczne (4) laczace; czesci (3) z dnem (5) koryta sa 3r—6 razy ciensze od czesci sprezystych (3), a dno (5) koryta jest 2— 4 razy wezsze od czesci sprezystych (3), a ponadto- czujnik ma ogranicznik (8) osadzony w podstawie (1), którego Os pokrywa sie z osia elementu (6). figi. r ^r^ f/g1. Patent claim A sensor for measuring force, in particular uterine contraction force, consisting of a support mounted on a rigid base on which the diaphragm is glued. There are tensors in the sternum fall and a force transfer element is mounted on the diaphragm, characterized by that the diaphragm consists of two extreme elastic parts (3) on which the strain gauges (7) are mounted and a central part (4, 5) in which the element (6) for transferring the force to the diaphragm is mounted. all the parts of the membrane constitute a whole monolithaph and are positioned with respect to each other such that the central part of the membrane has a trough-like shape with the side walls (4) connecting; the parts (3) with the bottom (5) of the trough are 3r - 6 times thinner than the elastic parts (3), and the bottom (5) of the trough is 2 - 4 times narrower than the elastic parts (3), and the sensor has a stop (8 ) embedded in the base (1), whose Os coincides with the axis of the element (6). figs. r ^ r ^ f / g 2. PZGraf Koszalin D-466 100 A-4 Cena 45 zl PL2. PZGraf Koszalin D-466 100 A-4 Price PLN 45 PL
PL20341877A 1977-12-27 1977-12-27 Sensing element for force measurement PL114709B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL20341877A PL114709B1 (en) 1977-12-27 1977-12-27 Sensing element for force measurement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL20341877A PL114709B1 (en) 1977-12-27 1977-12-27 Sensing element for force measurement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL203418A1 PL203418A1 (en) 1979-07-16
PL114709B1 true PL114709B1 (en) 1981-02-28

Family

ID=19986563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL20341877A PL114709B1 (en) 1977-12-27 1977-12-27 Sensing element for force measurement

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL114709B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL203418A1 (en) 1979-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0192694B1 (en) Electrical angular displacement sensor
Clarke Comparison of instruments for recording muscle strength
KR20010086253A (en) Tensile testing sensor for measuring mechanical jamming deformations on first installation and automatic calibrating based on said jamming
PL114709B1 (en) Sensing element for force measurement
KR20080114160A (en) Tension Compensation Withstand Voltage Measurement Device
US3474776A (en) Intrauterine muscle activity measuring system
US4014397A (en) Electrical counting scale
SU1336953A3 (en) Weight measuring device
WO1990011720A1 (en) Apparatus for monitoring the motion components of the spine
SU859795A1 (en) Apparatus for measuring displacement
SU715922A1 (en) Strain-gauge
SU885834A1 (en) Two-element dynamometer
SU838443A1 (en) Tve strain gauge transducer
SU732705A1 (en) Pressure difference transducer
CH658909A5 (en) Device using electrical resistance extensometers which can be employed as a measuring cell, force transducer, load cell and for other applications
SU1698627A2 (en) Strain-measuring device
SU938035A1 (en) Device for aerodynamic balance graduation
SU1634990A1 (en) Strain gauge linear displacement transducer
RU1795268C (en) Device for measurement of small relative translations of parts of object
RU1804791C (en) Method for determining human functional state
SU984459A1 (en) Device for measuring parameters of finger flexion movements
SU1186955A1 (en) Weigher
SU1490569A1 (en) Device for determining imperfectness of elasticity of materials
SU1420400A1 (en) Strain gauge pressure transducer
RU2080572C1 (en) Device for monitoring the force applied to cable

Legal Events

Date Code Title Description
RECP Rectifications of patent specification