SE433884B - Lastomvandlare av tradtojningstyp med en parallellogramformad balk - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 79001674» tionella lastomvandlare har en nackdel därigenom att ett mät- fel kan uppstå beroende.på belastningens applicering och så- lunda måste belastningspunkten begränsas endast till ett bestämt område. Detta betyder att fastän inga mätfel uppstår genom för- flyttning av belastningspunkten längs lastomvandlarens huvud- axel, uppstår ett stort mätfel genom att flytta lasten till en punkt vinkelrätt mot huvudaxelns riktning.

Nyligen har en sådan lastomvandlare använts vid en elektronisk våg, vid vilken lastomvandlaren är försedd med en anslutning för vågskålen och vågskålen är direkt fäst till anslutningen.

Vid en sådan elektrisk våg har man observerat nackdelarna att, ehuru inga mätfel orsakas genom att flytta lasten längs våg- skålens huvudaxel, som är parallell med lastomvandlarens huvud- axel, uppstår ett stort mätfel genom att.flytta belastnings- punkten i en mot dessa vinkelrät riktning.

Föreliggande uppfinning har till ändamål att minska nämnda nackdelar hos konventionella lastomvandlare.

Uppfinningen skall nu närmare beskrivas i anslutning till rit- ningarna, där _ fig. la, lb och lc visar en konventionellt parallellogramformad typ av balk för en lastomvandlare av trådtögningstyp, varvid fig. l är en planvy, fig. lb en sidovy och fig. lc en ändvy, fig. 2a och 2b är principskisser, som visar deformation av den i figurerna la och lb visade balken vid en pålagd belast- -ning och som orsakar tryck eller dragning i de trâdtöj- ningsgivare, som är fästa till balken, I fig. 3 är en grundutformning av en mätkrets för nämnda last- omvandlare, fig. 4 är ett tvärsnitt vid snittet Y-Y' eller Z-Z' i fig. lb, fig. 5 är en perspektivvy, delvis i skärning, av en våg med en lastomvandlare av trådtöjningstyp, som visas i fig. la - fig. lc och en vågskål, fig. 6a, 6b och 6c är ett utförande av en lastomvandlare av trâdtöjningstyp enligt föreliggande uppfinning, varvid fig. 6a är en planvy, fig. 6b en sidovy och fig. 6c en ändvy samt l0 15 20 25 30 40 7900167-3 fig. 7 visar karakteristiska diagram för en enligt uppfinningen utförd lastomvandlare av trâdtöjningstyp i jämförelse med dels tidigare känd teknik och dels ett experimentellt utförande.

För att ge en klarare förståelse för uppfinningen, kommer först en konventionell lastomvandlare att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar.

Fig. la-lc visar en konventionell lastomvandlare. Såsom framgår av dessa figurer är en fribärande balk 1 monterad på en basdel 9 med lämpliga organ såsom skruvar 10, och fyra trådtöjnings~ givare 2, 3, 4 och 5 är fästa på balken l. Som bättre framgår av fig. lb är givarna 2 och 5 monterade på balkens l överyta och givarna 3 och 4 monterade på balkens underyta. Balken l är försedd med två runda hål 8, som är förbundna med ett rakt spår 8'. Vid en sådan anordning inträffar kocentrerade spänningar i de lägen, där de fyra trådtöjningsgivarna 2-5 är fästa när en belastning wl anbringas vid den fribärande balkens ytterände såsom visas av en pil Wl i fig. 2a. var och en av trådtöjningsgivarna utgöres av en basdel 7, försedd med resistiva element 6, som delvis visas i fig. la. De resistiva elementen hos givarna 2-5 är förbundna i serie för att bilda en krets till en Wheatstone-brygga, såsom visas i fig. 3. Till denna brygg~krets är en matarspänning ein ansluten och en utgångsspänning eut erhålles därifrån.

När belastningen Wl anbringas, såsom visas i fig. 2a, deformeras balken 1 som visats. I detta fall är givarna 2 och 4 dragna och 3 och 5 tryckta. Genom de töjningar, som på detta sätt åstad- kommes, varierar resistansvärdena, d.v.s. de ökar eller minskar beroende trådtöjningsgivarens läge. Bryggkopplingen i fig. 3 är anordnad så att den är i balans när ingen belastning uppträder.

Kretsen kommer i ett obalanserat tillstånd när den belastas och obalansens storlek är proportionell mot den anbringade lasten.

Genom att mäta obalansens storlek elektriskt, kan den anbringadu lasten Wl mätas.

Vid sådana konventionella lastomvandlare är den allmänna uf- 10 15 20 25 30 35 än 7900167-3 t PÛÛ 4 uwufiv formningen av den fribärande balkens l tvärsektion i lägena Y-Y' eller Z-Z', där trådtöjningsgivarna är monterade, kvadratiskt eller rektangulärt formade såsom visas i fig. 4.

Uppfinnarna har observerat att denna utformning hos balken medför ett mätfel. Vid en sådan konventionell lastomvandlare uppträder nämligen ett mätfel beroende på läget för lastens anbringande så att det område, där lasten skall anbringas, är Eller närmare uttryckt, någon variation i utgångs- inträffar inte när punkten för belastníngens anbringan- längs huvudaxeln X-X' hos balken som visas i fig. l. kan ett stort mätfel uppstå när belastningspunkten begränsat. spänningen' de flyttas Emellertid flyttas i en riktning vinkelrät mot huvudaxeln X-X'.

Fig. 5 visar ett praktiskt utförande av en beskriven lastom- vandlare för en elektronisk våg. Denna våg består av en lastom~ vandlare l av tidigare nämnd typ, till vilken vågskålen l2 är direkt monterad medelst ett monteringsparti ll. Vid denna anordning uppstår inget fel när den pålagda viken 13 flyttas längs huvudaxeln X-X' men ett fel uppstår när den anbringade lasten 13 placeras på en punkt vid sidan av huvudaxeln X-X', exempelvis ett avstånd l', som visas i figuren. Detta har varit en nackdel hos konventionella anordningar därigenom att en noggrann mätning inte erhålles för alla belastningspunkter på vågskålen l2.

Såsom ovan nämnts har uppfinningen till ändamål att minska eller undanröja denna nackdel.

Fig. Ga, 6b och 6c visar konstruktionen hos en lastomvandlare, särskilt balkdelen, vilken är utförd enligt uppfinningen.

I dessa figurer anger 21 balken och 2, 3, 4 och 5 är trådtöj-a ningsgivare, som är fästa utefter huvudaxeln X-X' för lastom- vandlarens balk 21. Såsom har beskrivits ovan med hänvisning till fig. l för den konventionella lastomvandlaren kommer, när belastningspunkten flyttas i riktning längs huvudaxeln X~X', inte något mätfel att uppstå beroende på förflyttníngen av belastningspunkten, eftersom ett totalt moment med storlokwu Wol åstadkommes vid den punkt, där trâdtöjningsgivarna är umnterade. Emellertid kommer ett väsentligt mätfel att upn;*§ 10 15 20 25 30 35 40 7900167-3 när belastningspunkten flyttas i en mot huvudaxeln X-X' vinkel- rät riktning. I detta fall utsättes balken 1 för såväl torsions- som böjkrafter.

Enligt uppfinningen utföres balkens 2l övre och undre ytor mjukt inåtgâende bortsett från de båda ändpartierna, såsom tydligare framgår i fig. 6c vid 21' och 21". Trådtöjningsgivarna 2-5 fästes på dessa konkava ytor 21' och Zl". De konkava ytornas 21' och 21" tvärsektion kan vara cirkelformad.

Genom denna anordning kan det tidigare nämnda mätfelet hos kon- ventionella anordningar undvikas.

Balken 21, som visas i fig; 6a-6c, används för att åstadkomma en anordning för en elektronisk våg på samma sätt som vid det konventionella utförandet, som visas i fig. 5 och monteras mod en vågskål 12 med hjälp av ett monteringsparti ll.

Fig. 7 visar karakteristiska kurvor för sambandet mellan mät- felet i ordinatan och avståndet l' från huvudaxeln X-X' hos balken l i abskissan. I fig. 7 motsvarar en kurva A ett fall när balken 21 är utförd enligt föreliggande uppfinning såsom visas i fig. 6a-60. I samma figur motsvarar kurvan B ett fall när en parallellogramformad balk används som lastomvandlare, som visas i fig. la-lc. Denna kurva visas för jämföresles skull. Vidare har en balk med en konvext utbildad tvärsektion i motsats till vad som visas i fig. 6c, provats och felkarakte- ristiken har mätts. Resultatet visas av en kurva C i fig. 7.

Som framgår av fig. 7 kan man genom att på lämpligt sätt ut- forma den konkavt_formade tvärsektionen hos balken 21 åstad- komma en lastomvandlare, som är väsentligen fri från mätfel på grund av sidoläge hos lastpunktnn från huvudaxeln. Genom att använda lastomvandlaren är det möjligt att montera vågskålen direkt på balken så att en elektronisk våg med hög noggrannhet erhålles.

Såsom tidigare har förklarats, kan en lastomvandlare enligt föreliggande uppfinning undvika de nackdelar, som den konventio- nella lastomvnndlaren har, helt enkelt genom att modifiorl 10 v9uo16v+3 formen hos ytorna utefter balkens huvudaxel så att de är inåtgående och konkavt utformade och på vilka ytor trådtöjníngs- givarna monteras. Detta innebär att en lastomvandlare enligt uppfinningen kan använda fördelarna av lastomvandlare med konventionell balk oförändrad men eliminera nackdelarna av mät- fel. På detta sätt kan lastomvandlare enligt uppfinningen med stor fördel användas vid elektroniska vågar.

Skälet till att i den tvärsektion, som visas i fig. 6c, de båda kantpartierna inte utformas med spetsig vinkel och att en mjuk rundning införts, är att undvika uppkomsten av koncentrerade spänningar.

Claims (3)

1. 0 15 7900167-3 Patentkrav l. Lastomvandlare av trâdtöjningstyp med en parallellogram- formad balk (21), k ä n n e t e c k n a d av, att balkens (21) för fastsättning av trådtöjningsgivare (2, 3, 4, 5) avsedda 'monteringsytor (21', 21") är konkavt utformade längs en huvud- axel (X-X') hos balken i ändamål att mätfel hos lastomvandlaren på grund av förflyttning (1') av belastningspunkten i en mot huvudaxeln (X-X') vinkelrät riktning i huvudsak blir försumbara.

2. Omvandlare enligt krav 1, k ä n n e_t e c k n a d av, att de för trådtöjningsgivarna (2-5) avsedda monteringsytorna (2l', 21") är mjukt inåtgående utformade med undantag av de båda kantpartierna, varvid dessa kantpartier utformas att bilda små konvexa ytor för att eliminera spetsvinkliga kanter i ändamål att undvika uppträdande av koncentrerade påkänningar i kanterna.

3. Lastomvandlare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av, att den konkavt utformade monteringsytan (2l', 21") för töj- ningsgivare (2-5) uppvisar en cirkulär tvärsektion.