RO129254A2 - Method and system for measuring forces in industrial equipments - Google Patents

Method and system for measuring forces in industrial equipments Download PDF

Info

Publication number
RO129254A2
RO129254A2 ROA201200530A RO201200530A RO129254A2 RO 129254 A2 RO129254 A2 RO 129254A2 RO A201200530 A ROA201200530 A RO A201200530A RO 201200530 A RO201200530 A RO 201200530A RO 129254 A2 RO129254 A2 RO 129254A2
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
transducers
base plate
forces
deformation
force
Prior art date
Application number
ROA201200530A
Other languages
Romanian (ro)
Inventor
Victor Verbitchi
Nicuşor Alin Sîrbu
Radu Cojocaru
Original Assignee
Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare În Sudură Şi Încercări De Materiale - Isim Timişoara
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 Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare În Sudură Şi Încercări De Materiale - Isim Timişoara filed Critical Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare În Sudură Şi Încercări De Materiale - Isim Timişoara
Priority to ROA201200530A priority Critical patent/RO129254A2/en
Publication of RO129254A2 publication Critical patent/RO129254A2/en

Links

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

The invention relates to a method and a system for measuring static forces existing in certain elements of industrial equipments, during operation. According to the invention, the method is based on the use of a multidirectionally deformable element and on measuring the deformation thereof. The system, as claimed by the invention, comprises a base plate (1) wherethrough there pass some top part fastening screws (2), on the base plate (1) there being placed some pieces (3) upon which the forces to be measured act, the said pieces (3) being attached to the base plate (1) by some fastening screws (4) on which a technological process-related tool (5) acts, in the bottom part of the base plate (1) there being cut some grooves (6) wherein some thermocouples are placed for temperature measuring purposes, while under the base plate (1) there are placed some force-deformation multidirectional mechanical transducers (7) placed in some cases (8) stiffened by means of some screws (9) to an equipment displacement table (10), the said transducers (7) being provided with some interstices wherein some Hall transducers (11) or capacitive transducers (12) connected to voltage measuring apparatuses (13) and current measuring apparatuses (14) which communicate with a computer (15) are positioned.

Description

Invenția se referă la o metodă și la un sistem de măsurare a forțelor statice existente în anumite elemente ale echipamentelor industriale, în timpul funcționării acestora. Metoda conform invenției se bazează pe utilizarea unui element deformabil multidirecțional, și pe măsurarea deformațiilor acestuia. Sistemul conform invenției este alcătuit dintr-o placă (1) de bază, prin care trec niște șuruburi (2) de prindere pe partea superioară, pe placa (1) de bază fiind amplasate niște piese (3) asupra cărora acționează forțele caretrebuie măsurate, piesele (3) fiind prinse pe placa (1) de bază cu niște șuruburi (4) de fixare, și asupra lor acționând o sculă (5) aferentă procesului tehnologic, în partea de jos a plăcii (1) de bază fiind executate niște caneluri (6) pentru amplasarea unor termocupluri, în vederea măsurării temperaturii, iar sub placa (1) de bază sunt amplasate niște traductoare (7) mecanice muitidirecționale forță-deformație, aflate în niște carcase (8) rigidizate cu niște șuruburi (9), de o masă (10) de translație a echipamentului, traductoarele (7) fiind prevăzute cu niște interstiții în care se poziționează niște traductoare Hali (11) sau traductoare (12) capacitive, conectate la aparate (13) pentru măsurarea tensiunilor și, respectiv, aparate (14) pentru măsurarea curenților, care comunică cu un computer (15).The invention relates to a method and a system for measuring static forces existing in certain elements of industrial equipment, during their operation. The method according to the invention is based on the use of a multidirectional deformable element, and on the measurement of its deformations. The system according to the invention consists of a base plate (1), through which screws (2) fastening on the upper part, on the base plate (1) being placed parts (3) on which the forces acting must be measured, the parts (3) being fastened to the base plate (1) with some screws (4), and a tool (5) related to the technological process acting on them, at the bottom of the base plate (1) some grooves are executed (6) for the placement of thermocouples, in order to measure the temperature, and below the base plate (1) are placed some translucents (7) mechanical force-deformation muitidirectional, located in some cases (8) reinforced with screws (9), a table (10) for translating the equipment, the transducers (7) being provided with intersections in which some Hali (11) or capacitive (12) transducers (12) are connected, connected to apparatus (13) for measuring voltage and , respectively, devices (14) for measuring currents, which communicate with a computer (15).

Revendicări: 3Claims: 3

Figuri: 1Figures: 1

Cu începere de lă data publicării cererii de brevet, cererea asigură, în mod provizoriu, solicitantului, protecția conferită potrivit dispozițiilor art.32 din Legea nr. 64/1991, cu excepția cazurilor în care cererea de brevet de invenție a fost respinsă, retrasă sau considerată ca fiind retrasă, întinderea protecției conferite de cererea de brevet de invenție este determinată de revendicările conținute în cererea publicată în conformitate cu art.23 alin.f1) (3).Starting from the date of publication of the patent application, the application provides, provisionally, to the applicant, the protection conferred according to the provisions of art. 32 of Law no. 64/1991, except in cases where the patent application has been rejected, withdrawn or considered to be withdrawn, the extent of the protection conferred by the patent application is determined by the claims contained in the application published in accordance with article 23 paragraph. f1) (3).

OFICIUL DESTAT PENTRU INVENȚll'și^[,c!lTHE OFFICE INTENDED FOR INVENTIONll'și ^ [, c! it

Cerere de brevet de invenție §Patent application §

Nr. |Nr. |

Data depozit>Date of deposit>

.3^ a) Metodă și sistem de măsurare a forțelor.3 ^ a ) Method and system of force measurement

Ia echipamente industrialeGet industrial equipment

DESCRIEREDESCRIPTION

b) Invenția se referă la o metodă de măsurare a forțelor statice existente în anumite elemente ale echipamentelor industriale, în timpul funcționării acestora. Metoda se bazează pe utilizarea unui element deformabil multidirecțional și pe măsurarea deformațiilor acestuia cu ajutorul unor traductoare magnetice și de tipul capacității electrice, cu aparate de măsură tipizate, etalonate în mod special pentru măsurarea forței.b) The invention relates to a method of measuring the static forces existing in certain elements of industrial equipment, during their operation. The method is based on the use of a multidirectional deformable element and on the measurement of its deformations with the help of magnetic transducers and of the type of electrical capacity, with standardized measuring devices, specially calibrated for force measurement.

Metoda de măsurare a forței se referă la verificarea parametrilor de funcționare ai echipamentelor, utilajelor și mașinilor industriale, monitorizarea parametrilor de funcționare în timp real și arhivarea parametrilor de funcționare, conform cerințelor sistemului de management al calității. în particular, metoda se aplică la sisteme de poziționare și de acționare, care dezvoltă forțe de 2 ... 20 kN, de la echipamente de sudare mecanizată și automatizată, cu sau fără conducere computerizată.The force measurement method refers to the verification of the operating parameters of the industrial equipment, machinery and machines, the monitoring of the real-time operating parameters and the archiving of the operating parameters, according to the requirements of the quality management system. In particular, the method is applied to positioning and actuating systems, which develop forces of 2 ... 20 kN, from mechanized and automated welding equipment, with or without computerized steering.

c) în situația actuală, forțele se măsoară cu traductoare de forță specializate, bazate pe un element care se deformează în domeniul elastic, în care deformațiile sunt proporționale cu eforturile mecanice aplicate asupra elementului, iar deformațiile sunt transformate într-un semnal electric, cu ajutorul unor senzori rezistivi (timbre tensometrice) sau inductive [1, 2], Prin calibrare, se stabilește relația de proporționalitate dintre semnalul electric, pe de o parte, și dcformație, pe de altă parte. De asemenea, prin calibrare se stabilește relația de proporționalitate dintre deformație și efortul mecanic realizat [1 - 7], în cazul în care nu se cunoaște modulul de elasticitate E al elementului deformabil. Acesta este principiul metodelor indirecte de măsurare a forțelor. în esență, se măsoară de fapt deformația, care este transformată într-un semnal de altă natură. Deși transformările dintr-o mărime fizică în alta și schimbarea naturii fizice a semnalelor utilizate necesită anumite ipoteze simplificatoare, iar acestea pot atrage cu sine erori de lipsă de proporționalitate, se consideră că principiul de măsurare este corect și exact. în această situație se poate enunța ipoteza că este posibil să se utilizeze orice metodă de măsurare a deformației, în scopul măsurării indirecte a forței.c) in the current situation, the forces are measured with specialized force transducers, based on an element that deforms in the elastic field, in which the deformations are proportional to the mechanical stresses applied on the element, and the deformations are transformed into an electrical signal, with the help of some resistive sensors (tensometric stamps) or inductive [1, 2], By calibration, the proportionality relation between the electrical signal, on the one hand, and the information, on the other, is established. Also, by calibration, the proportionality relation between the deformation and the realized mechanical stress is established [1 - 7], in case the modulus of elasticity E of the deformable element is not known. This is the principle of indirect force measurement methods. In essence, the deformation is actually measured, which is transformed into a signal of another nature. Although transformations from one physical size to another and changing the physical nature of the signals used require some simplifying assumptions, and these can lead to errors of lack of proportionality, it is considered that the measurement principle is correct and accurate. In this situation, one can state the hypothesis that it is possible to use any method of measuring the deformation, for the indirect measurement of the force.

Condițiile necesare sunt următoarele:The necessary conditions are:

1. elementul deformabil să fie corect amplasat;1. the deformable element is correctly located;

V 2012-00530-t Β -07- 2012V 2012-00530-t Β -07- 2012

2. elementul să se deformeze în domeniul elastic;2. the element deforms in the elastic domain;

3. întregul sistem de măsurare să fie calibrat în mod corespunzător.3. The entire measuring system must be properly calibrated.

Metodele actuale de măsurare a forțelor au dezavantajele următoare: gabarit mai mare al ansamblului traductorului și dificultăți de amplasare, dificultăți în proiectare și execuție, dar și un cost mai ridicat al traductorului și al sistemului de măsurare.The current methods of measuring forces have the following disadvantages: greater translator assembly overall and placement difficulties, difficulties in design and execution, but also a higher cost for the translator and the measuring system.

' Principiul propus pentru măsurarea forțelor cu senzori magnetici sau capacitivi este descris în continuare.'The proposed principle for measuring forces with magnetic or capacitive sensors is described below.

Metoda propusă de măsurare a forțelor, conform invenției, are ca obiect măsurarea deformațiilor unui element deformabil special conceput, prin utilizarea unui traductor Hali pentru intensitatea câmpului magnetic din anumite spații întrefier din elementul deformabil, respectiv prin utilizarea unui traductor capacitiv pentru anumite interstiții din elemental deformabil. Semnalele date de traductoarele respective sunt măsurate cu anumite aparate tipizate, având clasa de precizie dată de către producător. Se efectuează calibrarea întregului sistem de măsurare a forțelor, pe baza relațiilor de proporționalitate dintre semnalul electric deformație - forță. Prin aceasta se înlătură dezavantajele menționate referitooare la sistemele actuale.The proposed method of measuring the forces, according to the invention, aims to measure the deformations of a specially designed deformable element, by using a Hali transducer for the intensity of the magnetic field in certain spacings of the deformable element, respectively by using a capacitive transducer for certain intersections of deformable element. . The signals given by the respective translators are measured with certain standardized devices, having the precision class given by the manufacturer. Calibration of the entire force measurement system is performed, based on the proportionality relations between the deformation-force electrical signal. This eliminates the mentioned disadvantages regarding the current systems.

e) Semnalul electric dat de către traductorul Hali este o tensiune electromotoare UeH proporțională cu intensitatea câmpului magnetic H:e) The electrical signal given by the Hali transducer is an electromotive voltage U eH proportional to the intensity of the magnetic field H:

(1) unde kH este constanta efectului Hali specifică traductorului utilizat.(1) where k H is the constant of the Hali effect specific to the transducer used.

Pentru determinarea intensității câmpului magnetic, se aplică legea lui Ohm pentru circuitul magnetic în care este inclus un magnet permanent:To determine the intensity of the magnetic field, the Ohm's law is applied for the magnetic circuit in which a permanent magnet is included:

(2) unde: Φ [Wb] este fluxul magnetic în circuitul magnetic considerat; M [A] este magnetizația magnetului permanent; Rm] este reluctanță magnetică a circuitului magnetic în care se află traductorul Hali.(2) where: Φ [Wb] is the magnetic flux in the considered magnetic circuit; M [A] is the magnetization of the permanent magnet; R m ] is the magnetic reluctance of the magnetic circuit in which the Hali transducer is located.

Neglijând tensiunea magnetică în circuitul feromagnetic, comparativ cu tensiunea magnetică în întrefier, relația de mai sus obține forma următoare:Neglecting the magnetic tension in the ferromagnetic circuit, compared to the magnetic tension in the air gap, the above relation obtains the following form:

unde: μ0 [Hm1] este permeabilitatea magnetică a întrefierului; S [m2] este suprafața întrefierului; d [m] este lungimea întrefierului.where: μ 0 [Hm 1 ] is the magnetic permeability of the air gap; S [m 2 ] is the surface of the air gap; d [m] is the length of the air gap.

De aici rezultă valoarea intensității câmpului magnetic în întrefier, unde se află traductorul Hali:From this results the value of the intensity of the magnetic field in the air gap, where the Hali translator is:

^-2012-00530-1 6 -07- 2012 p0S (3)^ -2012-00530-1 6 -07- 2012 p 0 S (3)

d (4)d (4)

Tensiunea electromotoare dată de către traductorul Hali, indicată de către un aparat tipizat de măsurare a tensiunii, are expresia următoare:The electromotive voltage given by the Hali transducer, indicated by a typical voltage measuring device, has the following expression:

Se constată că tensiunea măsurată este invers proporțională cu întrefierul, respectiv cu deformația și cu forța.It is found that the measured voltage is inversely proportional to the air gap, respectively the deformation and the force.

în cazul traductorului capacitiv plan, capacitatea electrică este dată de relația:In the case of the flat capacitive transducer, the electrical capacity is given by the relation:

_ __ £,.£0S k,d (6) unde: F [adimensional] este permitivitatea dielectrică relativă a materialului din care este realizat traductorul capacitiv; 0 [Fim1] este permitivitatea dielectrică a vidului; S [m2] este suprafața armărurilor traductorului capacitiv plan; Ld [m] este distanța dintre armături, care reprezintă o parte k; a interstițiului d, în care se află traductorul capacitiv._ __ £,. £ 0 S k, d (6) where: F [dimensionless] is the relative dielectric permittivity of the material from which the capacitive transducer is made; 0 [Movie 1 ] is the dielectric permittivity of the vacuum; S [m 2 ] is the surface of the planar capacitor transducer surface; Ld [m] is the distance between the reinforcements, which represents part k ; of the intersection d, where the capacitive transducer is located.

Această capacitate poate fi măsurată într-un circuit de curent alternativ, alimentat la tensiune U, de joasă sau de înaltă frecvență, având impedanța capacitivă Zc, în care se determină un curent I, definit prin relația:This capacitance can be measured in an alternating current circuit, powered by voltage U, low or high frequency, having capacitive impedance Zc, in which a current I is determined, defined by the relation:

Zc (7)Z c (7)

Se ține cont de expresia impedanței capacitive:The expression of capacitive impedance is taken into account:

mc (8) mc (8)

ev 2 O 1 2 - O o 5 3 O - - 33 ί 6 -07- 2012ev 2 O 1 2 - O o 5 3 O - - 33 ί 6 -07- 2012

Astfel relația devine:Thus the relationship becomes:

I = U(oC (9) unde ω [Hz] este pulsația tensiunii interne de funcționare a circuitului de măsurare a capacității.I = U (oC (9) where ω [Hz] is the pulse of the internal operating voltage of the capacitance measuring circuit.

= (10)= (10)

Explicitând relația de definiție a capacității, curentul care se măsoară este:Explaining the capacity definition relationship, the current that is measured is:

I _ 2nUfsre0S kd (11) I _ 2nUfs r e 0 S k ' d (11)

Se constată că și în acest caz semnalul dat de către traductor este invers proporțional cu interstițiul în care se află traductorul, respectiv invers proporțional cu deformația și cu forța. Acest lucru poate reprezenta un avantaj la variații mici ale interstițiului, care corespund la valori ridicate ale forței. In acest domeniu, sensibilitatea traductorului este relativ mai ridicată.It is found that in this case the signal given by the translator is inversely proportional to the intersection where the translator is, respectively inversely proportional to the deformation and the force. This can be an advantage to small variations of the intersection, which correspond to high values of force. In this area, the sensitivity of the translator is relatively higher.

Pentru comparație, se prezintă relațiile de definiție a unui traductor inductiv.For comparison, the defining relationships of an inductive translator are presented.

Inductivitatea bobinei traductorului inductiv este dată de relația:The inductance of the inductive transducer coil is given by the relation:

T _ N2S ~ 1 (12) unde N este numărul de spire al bobinei; S [m2] este suprafața miezului ferromagnetic al bobinei; 1 [m] este deschiderea întrefierului circuitului feromagnetic al bobinei. T _ N 2 S ~ 1 (12) where N is the coil number of the coil; S [m 2 ] is the surface of the coil's ferromagnetic core; 1 [m] is the opening of the coil's ferromagnetic circuit air gap.

Introducând bobina traductorului într-un circuit de curent alternativ alimentat la tensiunea U, de joasă sau de înaltă frecvență, a cărui impedantă inductivă este ZL, se determină curentul I, având expresia:By inserting the transducer coil into an alternating current circuit at U, low or high frequency voltage, whose inductive impedance is Z L , the current I is determined, having the expression:

(13)(13)

Se are în vedere relația de definire a impedanței inductive:The relationship of defining the inductive impedance is considered:

Z7 = ojL (14)Z 7 = ojL (14)

Expresia curentului devine astfel:The expression of the current becomes as follows:

a>L (15)a> L (15)

Ținând cont de expresiile anterioare, relația curentului măsurat este:Taking into account the above expressions, the relation of the measured current is:

UI aN2S (16)UI aN 2 S (16)

52Se constată că valoarea curentului măsurat este direct proporțională cu lungimea / a întrefierului circuitului magnetic al traductorului, respectiv cu deformația și cu forța.52 It is found that the value of the measured current is directly proportional to the length / gap of the magnetic circuit of the transducer, respectively to the deformation and to the force.

De asemenea pentru comparație, se prezintă relațiile de definiție a unui traductor rezistiv, de tipul timbrului tensometric.Also for comparison, the defining relationships of a resistive transducer, such as the tensometric stamp type, are presented.

Rezistența traductorului este dată de relația:The resistance of the translator is given by the relation:

Ο 1 2 - Ο Ο 5 3 Ο - 1 β -07- 2012Ο 1 2 - Ο Ο 5 3 Ο - 1 β -07- 2012

d (17) unde ρ [Ωηι] este rezistivitatea electrică a materialului traductorului; 1 [m] este lungimea conductorului electric al traductorului; S [m2] este secțiunea conductorului traductorului. d (17) where ρ [Ωηι] is the electrical resistivity of the transducer material; 1 [m] is the length of the electrical conductor of the transducer; S [m 2 ] is the section of the conductor of the transducer.

Introducând traductorul într-un circuit de curent continuu sau de curent alternativ, alimentat la tensiunea U, se determină curentul I, având expresia:Introducing the transducer into a DC or AC circuit, fed to voltage U, determines current I, having the expression:

Λ (18) Λ (18)

Ținând cont de expresia anterioară, relația curentului măsurat este:Taking into account the above expression, the relation of the measured current is:

/=55 pl (19)/ = 55 pl (19)

Se constată că valoarea curentului măsurat este invers proporțională cu lungimea l a conductorului electric al traductorului, respectiv cu deformația și cu forța. Pentru traductorul rezistiv se consideră că lungimea variază sub efectul forței aplicate. Dar este vorba de o alungire mecanică realizată prin intermediul adezivului cu care traductorul este fixat de un element metalic supus deformațiilor. Proprietățile acestui adeziv se pot degrada în timp, ceea ce se poate repercuta în mod negativ asupra caracteristicii de calibrare a traductorului. El trebuie verificat periodic și eventual recalibrat.It is found that the value of the measured current is inversely proportional to the length l of the electrical conductor of the transducer, respectively to the deformation and the force. For the resistive translator the length is considered to vary under the effect of the applied force. But it is a mechanical elongation made by means of the adhesive with which the transducer is fixed by a metallic element subjected to deformations. The properties of this adhesive can deteriorate over time, which can negatively affect the calibration feature of the translator. It should be checked periodically and possibly recalibrated.

f) Metoda propusă de măsurare a forțelor, conform invenției, prezintă următoarele avantaje;f) The proposed method of measuring forces, according to the invention, has the following advantages;

• Permite realizarea unor elemente deformabile cu rol de traductor mecanic forțădeformație, cu funcție liniară de dependență, în domeniul deformațiilor elastice. Aceste elemente pot fi concepute și executate în funcție de dimensiunile și caracteristicile pieselor echipamentelor unde ele se montează în scopul măsurării forțelor.• It allows the realization of deformable elements with the role of mechanical translator force deformation, with linear dependence function, in the field of elastic deformations. These elements can be designed and executed according to the dimensions and characteristics of the parts of the equipment where they are assembled for the purpose of measuring forces.

• Face posibilă utilizarea anumitor aparate de măsură tipizate, având o anumită clasă de precizie, pentru determinarea unor semnale electrice direct sau invers proporționale cu intensitatea câmpului magnetic sau cu capacitatea electrică, ca mărimi intermediare pentru măsurarea deformației și a forței.• It makes it possible to use certain types of measuring devices, having a certain precision class, for determining electrical signals directly or inversely proportional to the intensity of the magnetic field or to the electrical capacity, as intermediate sizes for measuring the deformation and force.

• Permite etalonarea și calibrarea ansamblului sistemului de măsurare a forțelor, pentru (V-2 0 1 2 - 0 0 5 3 0 - 1 6 -87- ΐβκ un anumit domeniu al forțelor, în funcție de solicitările specifice existente în elementele componente ale echipamentului industrial. Calibrarea se efectuează pe o mașină de încercări mecanice, având o clasă de precizie superioară. Calibrarea se efectuează pentru fiecare direcție de solicitare a elementului de deformare cu rol de traductor mecanic.• Allows the calibration and calibration of the force measurement system assembly, for (V-2 0 1 2 - 0 0 5 3 0 - 1 6 -87- ΐβκ a certain field of forces, depending on the specific demands existing in the component elements of the equipment Calibration is performed on a mechanical testing machine, having a higher precision class. Calibration is performed for each direction of request of the deformation element as mechanical translator.

• Asigură achiziția rezultatelor măsurătorilor pe computerul sistemului automat al echipamentului industrial la care se efectuează măsurătorile de forță, prin software-ul specializat pentru achiziția de date și prin facilitățile proprii ale aparatelor de măsurare tipizate utilizate.• Ensures the acquisition of the measurement results on the computer of the automatic system of the industrial equipment to which the force measurements are made, by means of the specialized software for the acquisition of data and by the own facilities of the typical measuring devices used.

• Are un cost relativ scăzut, datorită faptului că metoda de măsurare se bazează în cea mai mare parte pe aparate tipizate.• It has a relatively low cost, due to the fact that the measurement method is mostly based on standardized devices.

• Valoarea raportului performanță / cost este foarte avantajoasă, întrucât performanțele pot avea un nivel ridicat, iar cheltuielile sunt relative reduse, comparativ cu metodele de măsurare bazate pe traductoare multidimensionale pentru forțe și sisteme de achiziție a datelor de utilizare generală, care sunt prea ample pentru scopul propus.• The value of the performance / cost ratio is very advantageous, as the performance can be high, and the costs are relatively low, compared to the measurement methods based on multidimensional translators for forces and systems for general-purpose data acquisition, which are too large for purpose.

g) Figura 1 reprezintă desenul de ansamblu de principiu al unui sistem de măsurare a forțelor la un echipament industrial, la care se aplică metoda propusă.g) Figure 1 represents the general drawing of a system of force measurement for an industrial equipment, to which the proposed method is applied.

h) Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției în legătură și cu figura 1 :h) The following is an example of embodiment of the invention in relation to figure 1:

Metoda de măsurare a forțelor se aplică pe un sistem constituit dintr-o placă de bază (1), prin care trec șuruburile de prindere de pe partea superioară (2), pe placa de bază fiind amplasate piesele (3) aferente procesului tehnologic, asupra cărora acționează forțele care trebuie măsurate, iar piesele procesului tehnologic sunt prinse de placa de bază cu șuruburile de fixare (4) și asupra pieselor acționează scula (5) a procesului tehnologic, în partea de jos a plăcii de bază fiind executate canelurile (6) pentru amplasarea termocuplelor în vederea măsurării temperaturii, care este alt parametru al procesului tehnologic, iar sub placa de bază se amplasează traductoarele mecanice multidirecționale forță-deformație (7), special concepute, care constituie un element original al invenției, traductoarele, aflate în carcasele (8), fiind rigidizate cu șuruburile de prindere din partea inferioară (9), față de masa de translație (10) a echipamentului industrial, astfel încât, conform invenției, în anumite interstiții executate în corpul traductoarelor mecanice multidirecționale forță-deformație se poziționează traductoare Hali (11) sau traductoare capacitive (12), conectate la aparate tipizate de măsurare a tensiunilor (13), respectiv la aparate tipizate de măsurare a curenților (14), în circuitele ^-2012-00550“1 6 -07- 2012 traductoarelor Hali sau capacitive, aparatele fiind prevăzute cu facilități și software propriu pentru achiziții de date pe computerul (15) al echipamentului industrial, iar sistemul de măsurare propriu-zis format din componentele menționate la pozițiile (7), (11), (12), (13), (14) și (15) este etalonat și calibrat în prealabil pe o mașină de încercări mecanice la tracțiune și la compresiune, în scopul determinării caracteristicilor forță - deformație - semnal electric, pentru toate direcțiile de aplicare a forțelor care trebuie măsurate, în așa fel încât modul de funcționare a întregului sistem constituit din componentele menționate reprezintă o metodă de măsurare a forțelor, ca principiul original al invenției.The method of measuring the forces is applied on a system consisting of a base plate (1), through which the fastening screws on the top (2) pass, on the base plate being placed the parts (3) related to the technological process, on to which the forces to be measured act, and the parts of the technological process are fastened by the base plate with the fixing screws (4) and on the parts the tool (5) of the technological process acts, at the bottom of the base plate the grooves are executed (6) for the placement of thermocouples in order to measure the temperature, which is another parameter of the technological process, and under the base plate are located the specially designed force-deformation multidirectional mechanical transducers (7), which constitute an original element of the invention, the transducers, located in the housings ( 8), being reinforced with the lower mounting screws (9), relative to the translation table (10) of the industrial equipment Therefore, according to the invention, in certain intersections executed in the body of mechanical force-deformation multidirectional transducers, Hali (11) or capacitive (12) transducers are positioned, connected to standard voltage measuring devices (13), respectively to standardized devices. for measuring currents (14), in circuits ^ -2012-00550 “1 6 -07- 2012 of Hali or capacitive transducers, the devices being provided with facilities and own software for data acquisition on the computer (15) of the industrial equipment, and the system the actual measurement consisting of the components mentioned in items (7), (11), (12), (13), (14) and (15) is calibrated and calibrated beforehand on a machine for mechanical tensile and traction tests. compression, in order to determine the characteristics of the force - deformation - electrical signal, for all the directions of application of the forces to be measured, so that the mode of functions Acceptance of the whole system consisting of the mentioned components is a method of measuring forces, as the original principle of the invention.

i) invenția este susceptibilă de a fi aplicată industrial la utilaje de sudare prin frecare, sudare prin frecare cu element activ rotitor (friction știr welding, FSW), sudare prin presiune, sudare ultrasonică, sudarea bolțurilor, sudarea țevilor din materiale plastice (polietilenă de înaltă densitate, polipropilenă, policlorură de vinii ș.a.), sisteme de poziționare și de manipulare, mese de poziționare și rotire, blocuri cu role, coloane deplasabile cu consolă, etc.i) the invention can be applied industrially to friction welding, friction welding with rotary active element (friction welding, FSW), pressure welding, ultrasonic welding, bolt welding, welding of plastic pipes (polyethylene). high density, polypropylene, vinyl polychloride etc.), positioning and handling systems, positioning and rotating tables, roller blocks, movable columns with console, etc.

BibliografieBibliography

1. Dally J. W.; Riley W. F.: Experimental Stress Analysis. 3rd ed. McGraw-Hill, New York, 1991.1. Dally J. W.; Riley W. F.: Experimental Stress Analysis. 3rd ed. McGraw-Hill, New York, 1991.

2. Dally J. W.; Riley W. E; McConnell; K. G.: Instrumentation for Engineering Measurements. 2nd ed. Wiley, New York, 1993.2. Dally J. W.; Riley W. E; McConnell; K. G.: Instrumentation for Engineering Measurements. 2nd ed. Wiley, New York, 1993.

3. Hung Y. Y: Shearography: A new optical method for străin measurement and nondestructive testing. In: Optical Engineering. May/June, 1982, pag. 391-395.3. Hung Y. Y: Shearography: A new optical method for foreign measurement and nondestructive testing. In: Optical Engineering. May / June, 1982, pp. 391-395.

4. Lee Y. L.; Lu M. W.; Breiner R. W.: Load acquisition and damage assessment of a vehicle bracket component. In: Internațional Journal of Materials and Product Technology. Voi.12, No. 4-6, 1997, pag. 447-460.4. Lee Y. L.; Lu M. W.; Breiner R. W.: Load acquisition and damage assessment of a vehicle bracket component. In: International Journal of Materials and Product Technology. Vol. 12, No. 4-6, 1997, pp. 447-460.

5. Kobayashi A. S.: Handbook on Experimental Mechanics. 2nd rev. ed. VCH Publishers. New York, 1993.5. Kobayashi A. S.: Handbook on Experimental Mechanics. 2nd rev. ed. VCH Publishers. New York, 1993.

6. Perry C. C.; Lissner H. R.: The Străin Gage Primer. 2nd ed. McGraw-Hill. New York, 1962.6. Perry C. C.; Lissner H. R.: The Foreign Gage Primer. 2nd ed. McGraw-Hill. New York, 1962.

7. Brophy J. J.: Basic Electronics for Scientists. 3rd ed. McGraw-Hill. New York, 1997.7. Brophy J. J.: Basic Electronics for Scientists. 3rd ed. McGraw-Hill. New York, 1997.

Ο 1 2 - Ο Ο 5 5 Ο - Î 6 -07- 2012Ο 1 2 - Ο Ο 5 5 Ο - Î 6 -07- 2012

Claims (3)

Revendicăriclaims 1. Metodă de măsurare a forțelor pentru echipamente industriale, caracterizată prin aceea că ea se aplică pe un sistem constituit dintr-o placă de bază (1), prin care trec șuruburile de prindere de pe partea superioară (2), pe placa de bază fiind amplasate piesele (3) aferente procesului tehnologic, asupra cărora acționează forțele care trebuie măsurate, iar piesele procesului tehnologic sunt prinse de placa de bază cu șuruburile de fixare (4) și asupra pieselor acționează forțele Fx, Fy și Fz produse de scula (5) a procesului tehnologic, iar sub placa de bază se află caneluri pentru termocuple (6) și se amplasează traductoarele mecanice multidirecționale forță-deformație (7), montate în carcasele (8), traductoarele fiind rigidizate cu șuruburile de prindere din partea inferioară (9), față de masa de translație (10) a echipamentului industrial, astfel încât, conform invenției, în anumite interstiții executate în corpul traductoarelor mecanice multidirecționale forță-deformație se poziționează traductoare Hali (11) sau traductoare capacitive (12), conectate la aparate tipizate de măsurare a tensiunilor (13), respectiv la aparate tipizate de măsurare a curenților (14), din circuitele traductoarelor Hali sau capacitive, aparatele fiind prevăzute cu facilități și software propriu pentru achiziții de date pe computerul (15) al echipamentului industrial, iar sistemul de măsurare propriu-zis format din componentele menționate la pozițiile (7), (11), (12), (13), (14) și (15) este etalonat și calibrat în prealabil pe o mașină de încercări mecanice la tracțiune și la compresiune, în scopul determinării caracteristicilor forță - deformație - semnal electric, pentru toate direcțiile de aplicare a forțelor care trebuie măsurate, în așa fel încât modul de funcționare a întregului sistem constituit din componentele menționate reprezintă o metodă de măsurare a forțelor, ca principiul original al invenției.1. Method of measuring the forces for industrial equipment, characterized in that it is applied on a system consisting of a base plate (1), through which the fastening screws on the upper part (2) pass, on the base plate being placed the parts (3) related to the technological process, on which the forces that need to be measured act, and the parts of the technological process are attached to the base plate with the fixing screws (4) and on the parts the forces Fx, Fy and Fz produced by the tool (5) act. ) of the technological process, and under the base plate there are grooves for thermocouples (6) and the mechanical force-deformation (7) mechanical transducers (7) are mounted, mounted in the housings (8), the transducers being stiffened with the lower mounting screws (9). ), relative to the translation table (10) of the industrial equipment, so that, according to the invention, in certain intersections executed in the body of the mechanical translators force-deformation multidirectionals are positioned Hali transducers (11) or capacitive transducers (12), connected to typical voltage measuring devices (13), respectively to typical currents measuring devices (14), from the Hali or capacitive transducer circuits, the devices being provided with facilities and own software for data acquisition on the computer (15) of the industrial equipment, and the measuring system itself consisting of the components mentioned in the positions (7), (11), (12), (13), ( 14) and (15) is calibrated and calibrated beforehand on a mechanical test machine for traction and compression, in order to determine the characteristics of force - deformation - electrical signal, for all directions of application of the forces to be measured, so that the functioning of the whole system consisting of the mentioned components is a method of measuring the forces, as the original principle of invention. 2. Sistem de măsurare a forțelor pentru echipamente industriale, caracterizat prin aceea că el este constituit dintr-o placă de bază (1), prin care trec șuruburile de prindere de pe partea superioara (2), pe placa de bază fiind amplasate piesele (3) aferente procesului tehnologic, asupra cărora acționează forțele care trebuie măsurate, iar piesele procesului tehnologic sunt prinse de placa de bază cu șuruburile de fixare (4) și asupra pieselor acționează forțele Fx, Fy și Fz produse de scula (5) a procesului tehnologic, iar sub placa de bază se află caneluri pentru termocuple (6) și se amplasează traductoarele mecanice multidirecționale forță-deformație (7),2. System of force measurement for industrial equipment, characterized in that it consists of a base plate (1), through which the fastening screws on the upper part (2) pass, on the base plate being placed the parts ( 3) related to the technological process, on which the forces to be measured act, and the parts of the technological process are fastened by the base plate with the fixing screws (4) and on the parts the forces Fx, Fy and Fz produced by the tool (5) of the technological process act , and under the base plate there are grooves for thermocouples (6) and the force-deformation multidirectional mechanical transducers (7) are located, Α-'2Ο 1 2 - 0 0 5 3 0 - - 71 • ί -07- 20C montate în carcasele (8), traductoarele fiind rigidizate cu șuruburile de prindere din partea inferioară (9), față de masa de translație (10) a echipamentului industrial, astfel încât, conform invenției, în anumite interstiții executate în corpul traductoarelor mecanice multidirecționale forță-deformație se poziționează traductoare Hali (11) sau traductoare capacitive (12), conectate la aparate tipizate de măsurare a tensiunilor (13), respectiv la aparate tipizate de măsurare a curenților (14), din circuitele traductoarelor Hali sau capacitive, aparatele fiind prevăzute cu facilități și software propriu pentru achiziții de date pe computerul (15) al echipamentului industrial, iar sistemul de măsurare propriu-zis format din componentele menționate la pozițiile (7), (11), (12), (13), (14) și (15) este etalonat și calibrat în prealabil pe o mașină de încercări mecanice la tracțiune și la compresiune, în scopul determinării caracteristicilor forță deformație - semnal electric, pentru toate direcțiile de aplicare a forțelor care trebuie măsurate, în așa fel încât întregul sistem constituit din componentele menționate reprezintă entitatea materială originală de principiu a invenției.Α-'2Ο 1 2 - 0 0 5 3 0 - - 71 • ί -07- 20C mounted in the housings (8), the transducers being stiffened with the lower mounting screws (9), relative to the translation table (10) of the industrial equipment, so that according to the invention, in certain intersections executed in the body of the mechanical force-deformation multidirectional transducers, Hali (11) or capacitive (12) transducers are positioned, connected to typical voltage measuring devices (13), respectively to Typical currents measuring devices (14), from the Hali or capacitive transducer circuits, the devices being provided with facilities and software for data acquisition on the computer (15) of the industrial equipment, and the measuring system itself consisting of the components mentioned at positions (7), (11), (12), (13), (14) and (15) are calibrated and pre-calibrated on a mechanical tensile and compression testing machine, in The purpose of determining the characteristics of force deformation - electrical signal, for all the directions of application of the forces to be measured, so that the whole system consisting of the mentioned components represents the original material entity of principle of the invention. 3. Traductoare mecanice multidirecționale forță-deformație (7), special concepute, care constituie elemente originale ale invenției, caracterizate prin aceea că ele sunt rigidizate cu șuruburile de prindere din partea superioară (2) față de o placă de bază (1), pe care se află piesele (3) ale procesului tehnologic, asupra cărora acționează forțele Fx, Fy și Fz produse de scula (5) a procesului tehnologic, respectiv traductoarele sunt rigidizate cu șuruburile de prindere din partea inferioară (9), față de masa de translație (10) a echipamentului industrial, astfel încât, conform invenției, în anumite interstiții executate în corpul traductoarelor mecanice multidirecționale forță-deformație se poziționează traductoare Hali (11) sau traductoare capacitive (12), conectate la aparate tipizate de măsurare a tensiunilor (13), respectiv la aparate tipizate de măsurare a curenților (14), din circuitele traductoarelor Hali sau capacitive, aparatele fiind prevăzute cu facilități și software propriu pentru achiziții de date pe computerul (15) al echipamentului industrial, iar sistemul de măsurare propriu-zis format din componentele menționate la pozițiile (7), (11), (12), (13), (14) și (15) este etalonat și calibrat în prealabil pe o mașină de încercări mecanice la tracțiune și la compresiune, în scopul determinării caracteristicilor forță deformație - semnal electric, pentru toate direcțiile de aplicare a forțelor care trebuie măsurate.3. Specially designed force-deformation (7) multidirectional mechanical transducers, which are original elements of the invention, characterized in that they are stiffened with the upper mounting screws (2) relative to a base plate (1), on which are the parts (3) of the technological process, which act on the forces Fx, Fy and Fz produced by the tool (5) of the technological process, respectively the transducers are stiffened with the lower mounting screws (9), relative to the translation mass (10) of the industrial equipment, so that according to the invention, in certain intersections executed in the body of the mechanical force-deformation multidirectional transducers, Hali (11) or capacitive (12) transducers are connected, connected to standard voltage measuring devices (13) , respectively to typical devices for measuring currents (14), from Hali or capacitive transducer circuits, the devices being pre viewed with facilities and own software for data acquisition on the computer (15) of industrial equipment, and the actual measurement system consisting of the components mentioned in items (7), (11), (12), (13), (14 ) and (15) it is calibrated and calibrated beforehand on a mechanical test machine for traction and compression, in order to determine the characteristics of force deformation - electrical signal, for all directions of application of the forces to be measured.
ROA201200530A 2012-07-16 2012-07-16 Method and system for measuring forces in industrial equipments RO129254A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201200530A RO129254A2 (en) 2012-07-16 2012-07-16 Method and system for measuring forces in industrial equipments

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201200530A RO129254A2 (en) 2012-07-16 2012-07-16 Method and system for measuring forces in industrial equipments

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RO129254A2 true RO129254A2 (en) 2014-02-28

Family

ID=50151019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ROA201200530A RO129254A2 (en) 2012-07-16 2012-07-16 Method and system for measuring forces in industrial equipments

Country Status (1)

Country Link
RO (1) RO129254A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022223925A1 (en) * 2021-04-22 2022-10-27 Institut Maupertuis Electric spindle provided with force sensors

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022223925A1 (en) * 2021-04-22 2022-10-27 Institut Maupertuis Electric spindle provided with force sensors
FR3122111A1 (en) * 2021-04-22 2022-10-28 Institut Maupertuis Electrospindle equipped with force sensors

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105518449B (en) For determining the sensor device and method of mechanical surface stress and/or structural state
CN205581321U (en) Whirlpool current sensor
CN108089047A (en) Use the contactless voltage measurement system of multiple capacitors
Zeiser et al. Capacitive strain gauges on flexible polymer substrates for wireless, intelligent systems
Espina-Hernandez et al. Rapid estimation of artificial near-side crack dimensions in aluminium using a GMR-based eddy current sensor
BR112015004675B1 (en) differential sensor, inspection system and method for detecting anomalies in electrically conductive materials
US11199517B2 (en) Self-sensing of printed polymer structures
CN101657729A (en) Device including a contact detector
Wang Stretchable eddy current noncontact gap sensor based on spiral conductive polymer composite
CN107144627A (en) Conductive solids Non-Destructive Testing circuit and the continuous stress quantitative evaluating method based on it
US20060108995A1 (en) Low power and proximity AC current sensor
RO129254A2 (en) Method and system for measuring forces in industrial equipments
CN109556774A (en) The non-destructive monitoring system and monitoring method of residual stress in ferromagnetic steel
CN103180705A (en) Microelectromechanical sensor for measuring a force, and corresponding method
Karthaus et al. Static and cyclic mechanical loads inside the rotor lamination of high-speed pmsm
Wang et al. Elementary research on magnetic field sensing capability of spiral conductive polymer composite
CN103076578B (en) Magnetic field intensity detection device for anisotropic magneto resistance structure
CN117597570A (en) Force sensor with target on semiconductor package
Brauchle et al. New eddy-current sensor setup for high-resolution lithium-ion cell dilation measurements
Kaufmann et al. Piezo-Hall effect in CMOS-based vertical Hall devices
RO123608B1 (en) Force measuring system for industrial equipments
CN1825076A (en) Die stamping force and stamping force centre measurer
CN2879152Y (en) Measuring device for mould punching force and its center
CN207585477U (en) A kind of connecting line cubing
CN113156349A (en) Method and device for measuring magneto-mechanical properties of material