DE102011000869A1 - Method and device for force measurement - Google Patents

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Kraftmessung mit einer Kraftmessvorrichtung (1), die einen außermittig schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel (2) aufweist, wobei an jedem Hebelarm (4, 8) jeweils ein Lastangriffsgelenk angeordnet ist, das als biegsame Gelenkfeder (3, 6, 9) ausgestaltet ist, deren Verformung mittels Verformungsmesseinrichtungen messbar ist, wobei auf einen ersten Hebelarm (4) eine vorgebbare Belastung einwirkt und durch Ausübung einer Zug- oder Druckkraft auf einen zweiten Hebelarm (8) der Hebel (2) in einen Kraftmesszustand gebracht und die hierfür erforderliche Zug- oder Druckkraft ermittelt wird, wird in mindestens einer Gelenkfeder (3, 6, 9) eine auf diese Gelenkfeder (3, 6, 9) einwirkende Axialkraft erfasst und ein vorgebbarer Anteil der ermittelten Axialkraft für eine Vorgabe des Kraftmesszustands berücksichtigt. In Abhängigkeit von der ermittelten Axialkraft wird eine Kompensationszug- oder -druckkraft ermittelt und bei einer elektronisch gesteuerten oder geregelten Vorgabe des Kraftmesszustands zusätzlich berücksichtigt. In einem vorausgehenden Verfahrensschritt wird eine Kalibration der Kraftmessvorrichtung (1) durchgeführt und dabei ermittelte Werte werden für eine zusätzlich erforderliche Kompensationszug- oder -druckkraft ermittelt und in einer Speichereinrichtung abrufbar gespeichert.In a method for force measurement with a force measuring device (1) which has a two-armed lever (2) which is pivotally mounted off-center, with a load application joint being arranged on each lever arm (4, 8), which acts as a flexible hinge spring (3, 6, 9) is configured, the deformation of which can be measured by means of deformation measuring devices, a predetermined load acting on a first lever arm (4) and bringing the lever (2) into a force measuring state by exerting a tensile or compressive force on a second lever arm (8) and the necessary for this If tensile or compressive force is determined, an axial force acting on this joint spring (3, 6, 9) is detected in at least one articulated spring (3, 6, 9) and a predeterminable proportion of the determined axial force is taken into account for specifying the force measurement state. Depending on the determined axial force, a compensation tensile or compressive force is determined and additionally taken into account in the case of an electronically controlled or regulated specification of the force measurement state. In a preceding method step, a calibration of the force measuring device (1) is carried out and the values determined are determined for an additionally required compensation tensile or compressive force and are stored in a memory device so that they can be called up.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kraftmessung mit einer Kraftmessvorrichtung, die einen außermittig schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel aufweist, wobei an jedem Hebelarm jeweils ein Lastangriffsgelenk angeordnet ist, das als biegsame Gelenkfeder ausgestaltet ist, deren Verformung mittels einer Verformungsmesseinrichtung messbar ist, wobei auf einen ersten Hebelarm eine vorgebbare Belastung einwirkt und durch Ausübung einer Zug- oder Druckkraft auf einen zweiten Hebelarm der Hebel in einen Kraftmesszustand gebracht und die hierfür erforderliche Zug- oder Druckkraft ermittelt wird.The invention relates to a method for measuring force with a force measuring device having an off-center pivotally mounted two-armed lever, wherein each arm is arranged in each case a Lastangriffsgelenk, which is designed as a flexible hinge spring whose deformation is measurable by means of a deformation measuring device, wherein a first lever arm acting a predetermined load and brought by exerting a tensile or compressive force on a second lever arm of the lever in a force measuring state and the required tensile or compressive force is determined.

Derartige Kraftmessvorrichtungen, die beispielsweise in DE 39 27 475 C2 beschrieben sind, werden unter anderem zur Kalibration von Kraftaufnehmern und zur Eichung von Wägezellen verwendet. An dem außermittig schwenkbar gelagerten Hebel wird an dem ersten, üblicherweise längeren Hebelarm ein Gewicht befestigt, dessen Gewichtskraft möglichst genau bekannt ist. An dem zweiten, üblicherweise mehr als 5 bis 10 mal kürzeren Hebelarm wird über einen Kraftaufnehmer, der kraftübertragend mit dem zweiten Hebelarm verbunden ist, eine Zug- oder Druckkraft auf den zweiten Hebelarm ausgeübt. Durch die über den Kraftaufnehmer ausgeübte Zug- oder Druckkraft wird der Hebel in einen Kraftmesszustand gebracht. In der Praxis wird dabei zum Erreichen des Kraftmesszustands in der Regel der Hebel ausbalanciert, so dass sich die von der Gewichtskraft auf den ersten Hebelarm und die über den Kraftaufnehmer auf den zweiten Hebelarm ausgeübten Momente kompensieren und die Gesamtsumme aller an dem Hebel angreifenden Momente möglichst gering bzw. Null ist. In Abhängigkeit von der als bekannt vorausgesetzten Hebelarmlänge kann dann die über den Kraftaufnehmer zum Erreichen des Kraftmesszustands erforderliche Zug- oder Druckkraft mit großer Genauigkeit ermittelt und eine Kalibration, Eichung oder Justierung des Kraftaufnehmers oder der Wägezelle durchgeführt werden.Such force measuring devices, for example, in DE 39 27 475 C2 are used, inter alia, for the calibration of load cells and for the calibration of load cells. At the off-center pivotally mounted lever, a weight is attached to the first, usually longer lever arm, the weight of which is known as accurately as possible. At the second, usually more than 5 to 10 times shorter lever arm, a tensile or compressive force is exerted on the second lever arm via a force transducer, which is connected in a force-transmitting manner with the second lever arm. The force exerted on the force transducer tensile or compressive force of the lever is brought into a force measurement state. In practice, in order to achieve the force measurement state, the lever is usually balanced, so that the moments exerted by the weight force on the first lever arm and the force transducer on the second lever arm compensate for moments and the sum of all acting on the lever moments as low as possible or zero. Depending on the lever arm length assumed to be known, the tensile or compressive force required to reach the force measurement state can then be determined with great accuracy and a calibration, calibration or adjustment of the force transducer or the load cell can be carried out.

Es ist aus der Praxis bereits bekannt, dass mit zunehmender Belastung der Hebelarme insbesondere der längere Hebelarm etwas verformt bzw. durchgebogen wird, so dass eine Verkürzung der effektiven Hebelarmlänge eintritt. Da die effektive Hebelarmlänge in die Ermittlung der zum Erreichen des Kraftmesszustands erforderlichen, bzw. erzeugten und aufgewendeten Zug- oder Druckkräfte eingeht, führt eine nicht in angemessener Weise berücksichtigte Durchbiegung des Hebelarms zu einem systematischen Messfehler, der die Genauigkeit der Messungen begrenzt. Um die durch eine Durchbiegung des Hebelarms verursachte Messunsicherheit zu verringern ist es aus der Praxis bekannt, dass beispielsweise die Drehpunkte der Gelenkfedern auf unterschiedliche Höhen justiert werden und eine Veränderung der Drehpunkte mechanisch kompensiert oder erfasst und für die Auswertung berücksichtigt wird. Der hierfür erforderliche Aufwand ist jedoch beachtlich.It is already known from practice that with increasing load on the lever arms, in particular the longer lever arm is slightly deformed or bent, so that a shortening of the effective Hebelarmlänge occurs. Since the effective lever arm length is used to determine the tensile or compressive forces required to achieve the force measurement condition, inadequate deflection of the lever arm results in a systematic measurement error that limits the accuracy of the measurements. In order to reduce the measurement uncertainty caused by a deflection of the lever arm, it is known from practice that, for example, the pivot points of the joint springs are adjusted to different heights and a change in the pivot points is mechanically compensated or detected and taken into account for the evaluation. The effort required for this, however, is considerable.

Es hat sich weiterhin gezeigt, dass mit zunehmender Belastung die auf die Gelenkfedern ausgeübte Axialkraft, die möglichst keinen Einfluss auf die Messergebnisse haben sollte, oftmals auf die Verformungsmesseinrichtungen überspricht bzw. deren Messergebnis beeinflusst, stört oder überlagert, so dass scheinbar Momente auf den Hebel ausgeübt werden, die wiederum das Messergebnis bzw. die bestmögliche Genauigkeit der Messergebnisse beeinträchtigt.It has also been shown that with increasing load the axial force exerted on the joint springs, which should have as little influence on the measurement results, often on the deformation measuring devices overstates or affects the measurement result disturbs or superimposed, so that seemingly exerted moments on the lever which in turn impairs the measurement result or the best possible accuracy of the measurement results.

Da die vorangehend beschriebenen Störeinflüsse oftmals eine nicht-lineare Abhängigkeit von der auf den Hebel ausgeübten Belastung aufweisen, ist ein erheblicher Aufwand erforderlich, um diesen störenden Einfluss zu minimieren und die Genauigkeit zu verbessern. In der Praxis wird auch mit großem Aufwand bei derartigen Kraftmessvorrichtungen eine Messunsicherheit in der Größenordnung von etwa 5 × 10–4 erreicht. Es wäre wünschenswert, wenn die Messunsicherheit weiter verringert werden könnte.Since the above-described disturbances often have a non-linear dependence on the load applied to the lever, a considerable effort is required to minimize this disturbing influence and to improve the accuracy. In practice, a measurement uncertainty in the order of about 5 × 10 -4 is achieved with great effort in such force measuring devices. It would be desirable if the measurement uncertainty could be further reduced.

Es wird deshalb als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen, mit einem möglichst einfachen Verfahren die Messunsicherheit zu reduzieren und die Genauigkeit einer Kraftmessung zu verbessern.It is therefore regarded as an object of the present invention to reduce the measurement uncertainty and to improve the accuracy of a force measurement with the simplest possible method.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass in einer Gelenkfeder eine auf diese Gelenkfeder einwirkende Axialkraft ermittelt und ein vorgebbarer Anteil der ermittelten Axialkraft für die Vorgabe des Kraftmesszustands berücksichtigt wird.This object is achieved in a generic method in that determines a force acting on this hinge spring axial force in a hinge spring and a predetermined portion of the determined axial force for the specification of Kraftmesszustands is taken into account.

Als Axialkraft wird dabei diejenige Komponente einer auf die Gelenkfeder einwirkenden Kraft bezeichnet, die in der axialen Richtung der Gelenkfeder auf die Gelenkfeder einwirkt und keine seitliche Auslenkung der Gelenkfeder bewirkt, sondern lediglich eine Zugkraft auf die Gelenkfeder ausübt. Es hat sich gezeigt, dass durch eine Korrektur, die in Kenntnis bzw. in Abhängigkeit der tatsächlich an einem Hebelarm bzw. an der entsprechenden Gelenkfeder angreifenden Axialkraft durchgeführt wird, die Messgenauigkeit um etwa einen Faktor 10 verbessert und die Messunsicherheit auf einen Bereich von etwa 5 × 10–5 bis 7 × 10–5 reduziert werden kann.The axial force is that component of a force acting on the hinge spring force acting in the axial direction of the hinge spring on the hinge spring and causes no lateral deflection of the hinge spring, but only exerts a tensile force on the hinge spring. It has been found that by a correction, which is carried out in knowledge or in dependence of the actually acting on a lever arm or on the corresponding hinge spring axial force, the measurement accuracy improved by about a factor of 10 and the measurement uncertainty in a range of about 5 × 10 -5 to 7 × 10 -5 can be reduced.

Die Axialkraft kann in einer Gelenkfeder in einfacher Weise und ohne größeren konstruktiven Aufwand gemessen werden. Da nur ein Anteil, vorzugsweise ein kleiner Anteil der ermittelten Axialkraft für die Vorgabe des Kraftmesszustands berücksichtigt wird, geht die Messunsicherheit bei der Ermittlung der Axialkraft nur zu einem entsprechend geringen Anteil in die gesamte Messunsicherheit ein. Eine sehr große Genauigkeit ist deshalb für die Messung der Axialkraft nicht erforderlich, da deren Beitrag für die gesamte Messsunsicherheit sehr gering ist. The axial force can be measured in a joint spring in a simple manner and without major design effort. Since only a portion, preferably a small portion of the determined axial force for the specification of the force measurement state is taken into account, the measurement uncertainty is in the determination of the axial force only in a correspondingly small proportion in the entire measurement uncertainty. A very high accuracy is therefore not required for the measurement of the axial force, since their contribution to the overall measurement uncertainty is very low.

Durch die Ermittlung der auf den Hebel bzw. der jeweils auf die Hebelarme einwirkenden Axialkraft können in einfacher Weise die durch die Axialkraft verursachten Störeinflüsse, die auf eine Durchbiegung des Hebelarms sowie auf ein Übersprechen bei der Messung der durch die angreifenden Momente bedingten Verformung der Gelenkfedern zurückgeführt werden können, in einfacher Weise kompensiert bzw. korrigiert werden. Eine genaue Kenntnis der einzelnen Auswirkungen der angreifenden Axialkräfte, die ohne eine entsprechende Korrektur die Messunsicherheit vergrößern bzw. letztendlich dominieren würden, ist nicht erforderlich. Ebenso sind keine konstruktiv aufwändigen Kompensierungs- oder Korrekturverfahren erforderlich, bei denen beispielsweise die Durchbiegung eines Hebelarms oder eine Verlagerung der Drehpunkte der Gelenkfedern bzw. eine daraus resultierende Verkürzung der effektiven Hebelarmlänge erfasst und für die Auswertung berücksichtigt wird.By determining the axial force acting on the lever or on each of the lever arms, the disturbing influences caused by the axial force can be reduced in a simple manner, which leads to a bending of the lever arm as well as to a crosstalk in the measurement of the deformation of the joint springs caused by the attacking moments can be easily compensated or corrected. Exact knowledge of the individual effects of the attacking axial forces, which would increase or ultimately dominate the measurement uncertainty without a corresponding correction, is not necessary. Likewise, no structurally complex compensation or correction methods are required in which, for example, the deflection of a lever arm or a displacement of the pivot points of the joint springs or a resulting shortening of the effective lever arm length is recorded and taken into account for the evaluation.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit von der ermittelten Axialkraft die für die Vorgabe des Kraftmesszustands ausgeübte Zug- oder Druckkraft angepasst wird. Während ohne eine Berücksichtigung der Axialkraft der angestrebte Kraftmesszustand voraussetzt, dass alle auf den Hebel einwirkenden Momente in der Summe Null ergeben, kann in Kenntnis der Axialkraft die über den Kraftaufnehmer auf den zweiten Hebelarm ausgeübte Zug- oder Druckkraft verändert werden, um die durch die Axialkraft verursachte Verkürzung der effektiven Hebelarmlänge auf diese Weise zu kompensieren. Diese Kompensierung kann bereits während der Messung erfolgen, so dass nach Abschluss der Messungen keine umfangreiche Korrektur und Auswertung der Messdaten erforderlich ist.Preferably, it is provided that, depending on the determined axial force, the tensile or compressive force exerted for presetting the force measuring state is adjusted. While without taking into account the axial force of the desired force measurement state assumes that all forces acting on the lever moments in the sum of zero, the force exerted on the second lever arm tensile force or compressive force can be changed by the axial force in knowledge of the axial force caused shortening of the effective lever arm length to compensate in this way. This compensation can already take place during the measurement, so that after completion of the measurements no extensive correction and evaluation of the measured data is required.

Es hat sich gezeigt, dass auf Grund des größeren Einflusses des längeren Hebelarms es zweckmäßig sein kann, dass diejenige Axialkraft ermittelt und für die Vorgabe des Kraftmesszustands berücksichtigt wird, die auf die Gelenkfeder an dem längeren Hebelarm einwirkt.It has been shown that due to the greater influence of the longer lever arm, it may be expedient that the axial force is determined and taken into account for the specification of the Kraftmesszustands acting on the hinge spring on the longer lever arm.

Da bei einem Kraftmesszustand, bei dem die an dem Hebel angreifenden Momente sich möglichst ausgleichen sollen, die an dem kurzen Hebelarm angreifende Axialkraft entsprechend dem umgekehrten Längenverhältnis der beiden Hebelarme größer als an dem langen Hebelarm ist, kann in diesem Fall an dem kurzen Hebelarm eine größere Axialkraft mit einer geringeren Messunsicherheit gemessen werden. Aus diesem Grund kann es auch vorteilhaft sein, dass diejenige Axialkraft ermittelt und für die Vorgabe des Kraftmesszustands berücksichtigt wird, die auf die Gelenkfeder an dem kürzeren Hebelarm einwirkt.Since in a force measurement state in which the forces acting on the lever moments should balance as possible, the force acting on the short lever arm axial force corresponding to the inverse aspect ratio of the two lever arms is greater than on the long lever arm, in this case, at the short lever arm a larger Axialkraft be measured with a lower measurement uncertainty. For this reason, it may also be advantageous that the axial force is determined and taken into account for the specification of the force measurement state, which acts on the hinge spring on the shorter lever arm.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit von der ermittelten Axialkraft eine Kompensationszug- oder -druckkraft ermittelt und bei einer elektronisch gesteuerten oder geregelten Vorgabe des Kraftmesszustands zusätzlich berücksichtigt wird. Da die Vorgabe des Kraftmesszustands während eines Messvorgangs regelmäßig elektronisch gesteuert bzw. geregelt wird und die Axialkraft in einfacher Weise und kostengünstig elektronisch bzw. digital erfasst oder in entsprechende elektronische Signale umgewandelt werden kann, lässt sich eine in Abhängigkeit von der gemessenen Axialkraft durchgeführte Korrektur der Kraftmessung in sehr einfacher Weise realisieren. Insbesondere können bereits in Betrieb befindliche Kraftmessvorrichtungen mit einem äußerst geringen konstruktiven Aufwand nachgerüstet werden, so dass durch die Ermittlung der Axialkraft und die Durchführung einer in Abhängigkeit von der ermittelten Axialkraft erforderlich werdenden Korrektur die Messunsicherheit erheblich bzw. bis etwa um einen Faktor 10 verringert werden kann.According to an advantageous embodiment of the inventive concept, it is provided that a compensation tension or pressure force is determined as a function of the determined axial force and additionally taken into account in an electronically controlled or regulated specification of the force measurement state. Since the specification of the force measurement state is regularly electronically controlled during a measurement process and the axial force can be detected electronically or digitally in a simple and cost-effective manner or converted into corresponding electronic signals, a correction of the force measurement carried out as a function of the measured axial force can be performed realize in a very simple way. In particular, already in operation force measuring devices can be retrofitted with an extremely low design effort, so that the determination of the axial force and the implementation of a required depending on the determined axial force correction the measurement uncertainty can be significantly reduced or reduced by about a factor of 10 ,

Zweckmäßigerweise werden in einem vorausgehenden Verfahrensschritt eine Kalibration der Kraftmessvorrichtung durchgeführt und dabei ermittelte Werte für eine zusätzlich erforderliche Kompensationszug- oder -druckkraft ermittelt und in einer Speichereinrichtung abrufbar gespeichert. Wenn nach Abschluss dieser Kalibration Kraftmessungen mit der Kraftmessvorrichtung durchgeführt werden, so kann in Kenntnis der auf einen Hebelarm wirkenden Axialkraft ein zugeordneter Wert für die Kompensationszug- oder -druckkraft abgerufen und für die Vorgabe des Kraftmesszustands berücksichtigt werden. Eine zeitliche Verzögerung bei der Auswertung der Messergebniss kann dadurch ausgeschlossen werden. Es wird auch kein zusätzlicher Aufwand während der Durchführung einer Kraftmessung erforderlich.Appropriately, in a preceding method step, a calibration of the force-measuring device is carried out and thereby determined values for an additionally required Kompensationszug- or -druckkraft determined and stored in a memory device retrievable. When force measurements are taken with the force measuring device after completion of this calibration, an associated value for the compensation tension or pressure force can be called up and taken into account for presetting the force measurement state, knowing the axial force acting on a lever arm. A time delay in the evaluation of the measurement result can be excluded. There is also no additional effort while performing a force measurement required.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Kalibration einer Kraftmessvorrichtung mit einem außermittig schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zur Kompensation einer belastungsbedingten Verkürzung der Hebelarmlänge mehrere Kraftaufnehmer in einem Belastungsbereich mit einer möglichst geringen Messunsicherheit der Kraftmessvorrichtung nacheinander kalibriert werden und anschließend mehrfach jeweils eine unterschiedliche Anzahl von kalibrierten Kraftaufnehmern parallel zueinander an dem zweiten Hebelarm angeordnet und durch Vorgabe des zugeordneten Kraftmesszustands vermessen werden, um für unterschiedliche Belastungen jeweils einen für die Kompensation erforderlichen Korrekturwert zu ermitteln. Dieses Verfahren kann auch als „Selbstkalibration” bezeichnet werden, da die Messunsicherheit der Kraftmessvorrichtung, die mit zunehmender Belastung bzw. Axialkraft ansteigen würde, über einen großen Messbereich verbessert werden kann, ohne dass ein aufwändiger Fremdvergleich mit bereits kalibrierten Kraftmessvorrichtungen oder mit Kraftaufnehmern erforderlich wird, die über den gesamten Messbereich bereits kalibriert wurden. The invention also relates to a method for calibrating a force measuring device with a two-armed lever mounted eccentrically pivotable. According to the invention, to compensate for a load-related shortening of the lever arm length, a plurality of force transducers are calibrated successively in a load range with the lowest possible measurement uncertainty of the force measuring device and then repeatedly arranged a different number of calibrated force transducers parallel to each other on the second lever arm and by specifying the associated Kraftmesszustands be measured in order to determine a correction value required for the compensation for different loads. This method can also be referred to as "self-calibration", since the measuring uncertainty of the force measuring device, which would increase with increasing load or axial force, can be improved over a large measuring range, without the need for complex comparison with already calibrated force measuring devices or force transducers. which have already been calibrated over the entire measuring range.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des vorangehend beschriebenen Verfahrens zur Kraftmessung, die einen außermittig schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel aufweist, wobei an jedem Hebelarm jeweils ein Lastangriffsgelenk angeordnet ist, das als biegsame Gelenkfeder ausgestaltet ist, deren Verformung mittels einer Verformungsmesseinrichtung messbar ist. Um die Messgenauigkeit einer derartigen Kraftmessvorrichtung zu verbessern ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Gelenkfeder einen Federstab mit einem horizontal und senkrecht zum Hebelarm ausgerichteten ersten Verjüngungsbereich aufweist, in dem eine Verformungsmesseinrichtung angeordnet ist, und beabstandet hierzu eine Axialkraftmesseinrichtung an der Gelenkfeder angeordnet ist. Durch den senkrecht zum Hebelarm ausgerichteten Verjüngungsbereich wird der Drehpunkt in der Gelenkfeder auf den Verjüngungsbereich beschränkt, wodurch die Auswirkung der belastungsbedingen Verkürzung der effektiven Hebelarmlänge und der damit einhergehenden Verlagerung des Drehpunkts besser bekannt sind und dem zu Folge auch eine geringe Auswirkung auf die Messunsicherheit haben können. Durch die beabstandete Anordnung der Axialkraftmesseinrichtung von diesem Verjüngungsbereich wird ein wechselseitiger Einfluss zwischen der Verformungsmesseinrichtung in dem ersten Verjüngungsbereich und der Axialkraftmesseinrichtung, die beabstandet hierzu angeordnet ist, weitgehend ausgeschlossen.The invention also relates to a device for carrying out the above-described method for force measurement, which has an eccentrically pivotally mounted two-armed lever, wherein on each lever arm in each case a load engagement joint is arranged, which is designed as a flexible hinge spring, the deformation of which is measurable by means of a deformation measuring device. In order to improve the measurement accuracy of such a force measuring device, the invention provides that the hinge spring has a spring bar with a horizontal and perpendicular to the lever arm oriented first tapering region in which a deformation measuring device is arranged, and spaced therefrom an axial force measuring device is arranged on the hinge spring. By aligned perpendicular to the lever arm taper area of the pivot point in the hinge spring is limited to the tapering, whereby the effect of the load-related shortening of the effective Hebelarmlänge and the associated displacement of the pivot point are better known and consequently can also have a small effect on the measurement uncertainty , The spaced arrangement of the Axialkraftmesseinrichtung of this tapering a mutual influence between the deformation measuring device in the first tapering region and the Axialkraftmesseinrichtung, which is arranged spaced therefrom, largely excluded.

Um die Genauigkeit der Axialkraftmessung zu verbessern ist vorgesehen, dass die Gelenkfeder einen horizontal und parallel zum Hebelarm ausgerichteten zweiten Verjüngungsbereich aufweist, in dem die Axialkraftmesseinrichtung angeordnet ist. Durch eine geeignete Ausgestaltung der jeweiligen Verjüngungsbereiche kann erreicht werden, dass sowohl die durch die jeweilige Belastung erzeugten Drehmomente als auch die in der Gelenkfeder angreifende Axialkraft weitgehend unabhängig voneinander und mit großer Genauigkeit gemessen werden können. Eine aufwändige Auswertung der jeweiligen Messsignale und insbesondere aufwändige Korrekturen oder Kompensationsauswertungen sind nicht erforderlich. Derartige Gelenkfedern lassen sich kostengünstig und mit geringem Aufwand aus einem Federstab herstellen.In order to improve the accuracy of Axialkraftmessung is provided that the hinge spring has a horizontally and parallel to the lever arm aligned second tapering region in which the Axialkraftmesseinrichtung is arranged. By a suitable embodiment of the respective tapering regions, it is possible to achieve that both the torques generated by the respective load and the axial force acting in the hinge spring can be measured largely independently of one another and with great accuracy. A complex evaluation of the respective measurement signals and in particular costly corrections or compensation evaluations are not required. Such hinge springs can be produced inexpensively and with little effort from a spring bar.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die Vorrichtung einer elektronischen Steuereinrichtung und eine Speichereinrichtung zur Speicherung von Kompensationszug- und -druckkraftwerten aufweist. Die in Abhängigkeit von der jeweils gemessenen Axialkraft erforderliche Korrektur kann über die elektronische Steuereinrichtung in Echtzeit und ohne merkliche Verzögerung bei der Durchführung eines Kraftmessvorgangs erfolgen. Bei einer Benutzung einer derartigen Kraftmessvorrichtung und für die Durchführung des vorangehend beschriebenen Verfahrens sind keine besonderen Kenntnisse und keine zusätzlichen Maßnahmen notwendig.According to an advantageous embodiment of the inventive idea it is provided that the device has an electronic control device and a memory device for storing Kompensationszug- and -druckkraftwerten. The correction required as a function of the respectively measured axial force can take place via the electronic control device in real time and without appreciable delay in the performance of a force measuring procedure. When using such a force measuring device and for carrying out the method described above, no special knowledge and no additional measures are necessary.

Nachfolgend werden Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:Embodiments of the inventive concept will be explained in more detail on the basis of exemplary embodiments, which are illustrated in the drawing. It shows:

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Kraftmessung, die einen außermittig schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel aufweist, 1 1 is a schematic representation of a force measuring device having a two-arm lever eccentrically pivotally mounted,

2 eine Gelenkfeder mit zwei Verjüngungsbereichen, deren Verformung mittels mehrerer Verformungsmesseinrichtungen messbar ist, 2 a hinge spring with two tapering regions whose deformation can be measured by means of a plurality of deformation measuring devices,

3 eine schematische Darstellung eines Diagramms einer experimentell ermittelten Messunsicherheit ohne bzw. mit einer elektronischen Korrektur in Abhängigkeit von der gemessenen Axialkraft, 3 2 a schematic representation of a diagram of an experimentally determined measurement uncertainty without or with an electronic correction as a function of the measured axial force,

4 eine schematische Darstellung eines Kraftaufnehmers, der in der in 1 exemplarisch abgebildeten Vorrichtung zur Kraftmessung kalibriert werden kann, und 4 a schematic representation of a force transducer in the in 1 can be calibrated by way of example, force measuring device, and

5 eine schematische Darstellung einer Anordnung von drei Kraftaufnehmern, die nebeneinander angeordnet und über ein Verbindungselement gleichzeitig und gleichmäßig mit einer Druckkraft belastet werden können. 5 a schematic representation of an arrangement of three force transducers, which can be arranged side by side and loaded simultaneously and uniformly with a compressive force via a connecting element.

Eine in 1 schematisch dargestellte Kraftmessvorrichtung 1 weist einen zweiarmigen Hebel 2 auf, der an einer außermittig angeordneten ersten Gelenkfeder 3 schwenkbar gelagert ist. An einem längeren ersten Hebelarm 4 befindet sich an dessen äußerem Ende 5 eine zweite biegsame Gelenkfeder 6. An der zweiten Gelenkfeder 6 sind mehrere miteinander verbundene Gewichtsstücke 7 befestigt. Die Gewichtsstücke 7 üben über die zweite Gelenkfeder 6 ein erstes Moment auf den schwenkbar gelagerten Hebel 2 aus.An in 1 schematically illustrated force measuring device 1 has a two-armed lever 2 on, on an eccentrically arranged first hinge spring 3 is pivotally mounted. On a longer first lever arm 4 is located at the outer end 5 a second flexible hinge spring 6 , At the second hinge spring 6 are several interconnected weights 7 attached. The weights 7 practice over the second hinge spring 6 a first moment on the pivotally mounted lever 2 out.

An einem kürzeren zweiten Hebelarm 8 ist über eine dritte Gelenkfeder 9 ein Belastungsrahmen 10 befestigt, der vertikal in einem Grundrahmen 11 verlagerbar ist. In dem Grundrahmen 11 ist eine Traverse 12 ebenfalls vertikal verlagerbar geführt. Zwischen dem Belastungsrahmen 10 und der Traverse 12 befindet sich ein Kraftaufnehmer 13. Über die Traverse 12 kann auf den Kraftaufnehmer 13 eine Druckkraft ausgeübt werden, wobei über den Kraftaufnehmer 13 und den Belastungsrahmen 10 ein zweites Moment erzeugt wird, das auf den Hebel 2 einwirkt und dem durch die Gewichtsstücke 7 auf den ersten Hebelarm 4 einwirkenden ersten Moment entgegenwirkt.At a shorter second lever arm 8th is about a third hinge spring 9 a load frame 10 fixed vertically in a base frame 11 is relocatable. In the basic frame 11 is a traverse 12 also guided vertically displaceable. Between the load frame 10 and the traverse 12 there is a force transducer 13 , About the Traverse 12 can on the load cell 13 a compressive force are applied, being over the force transducer 13 and the load frame 10 a second moment is generated on the lever 2 interacts with and through the weights 7 on the first lever arm 4 counteracts acting first moment.

Durch eine geeignete Verlagerung der Traverse 12 kann auf den Kraftaufnehmer 13 exakt diejenige Druckkraft ausgeübt werden, die erforderlich ist, so dass die auf den Hebel 2 einwirkenden Momente in der Summe Null werden. Über die bekannte Gewichtskraft der Gewichtsstücke 7 und die Kenntnis der geometrischen Verhältnisse des ersten Hebelarms 4 und des zweiten Hebelarms 8 bzw. der drei Gelenkfedern 3, 6 und 9 lässt sich der Betrag der auf den Kraftaufnehmer 13 ausgeübten Druckkraft ermitteln und der Kraftaufnehmer 13 auf diese Weise kalibrieren oder eichen.By a suitable displacement of the traverse 12 can on the load cell 13 Exactly that compressive force to be exerted, which is required, so that on the lever 2 acting moments in the sum become zero. About the known weight of the weights 7 and the knowledge of the geometric relationships of the first lever arm 4 and the second lever arm 8th or the three hinge springs 3 . 6 and 9 can the amount of force on the load cell 13 determine the applied compressive force and the load cell 13 calibrate or calibrate in this way.

Um den Drehpunkt der Gelenkfedern 3, 6 und 9 möglichst präzise vorgeben zu können, weisen die drei Gelenkfedern 3, 6 und 9 jeweils einen ersten Verjüngungsbereich 14 auf, der horizontal und senkrecht zu dem Hebel 2, bzw. dem zugeordneten Hebelarm 4, 8 ausgerichtet ist. In diesem ersten Verjüngungsbereich 14 befinden sich jeweils mehrere Dehnungsmessstreifen 15, die über eine nicht dargestellte Auswertungsschaltung so miteinander verschaltet sind, dass ein über die Gelenkfedern 3, 6 und 9 auf den Hebel 2 ausgeübtes Biegemoment gemessen werden kann, dass zu einer entsprechenden Verformung der betreffenden Gelenkfeder 3, 6 oder 9 führt.Around the fulcrum of the joint springs 3 . 6 and 9 To specify as precisely as possible, have the three hinge springs 3 . 6 and 9 each a first rejuvenation area 14 on, which is horizontal and perpendicular to the lever 2 , or the associated lever arm 4 . 8th is aligned. In this first rejuvenation area 14 There are several strain gauges each 15 , Which are interconnected via an evaluation circuit, not shown, so that one on the hinge springs 3 . 6 and 9 on the lever 2 applied bending moment can be measured that to a corresponding deformation of the relevant hinge spring 3 . 6 or 9 leads.

Um die Genauigkeit bei der Durchführung derartiger Kraftmessungen zu verbessern ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass an mindestens einer der drei Gelenkfedern 3, 6, 9 die über die betreffende Gelenkfeder 3, 6 oder 9 auf den Hebel 2 übertragene Axialkraft gemessen wird. Bei zunehmender Axialkraft verformt sich auf Grund der auf den Hebel 2 ausgeübten Biegemomente der Hebel 2, so dass sich die effektive Länge des ersten Hebelarms 4 und des zweiten Hebelarms 8 verändert und die in den drei Gelenkfedern 3, 6 und 9 gemessene Verformung nicht mehr den tatsächlich auf den Hebel 2 übertragenen Biegemomenten entspricht.In order to improve the accuracy in the implementation of such force measurements, the invention provides that on at least one of the three hinge springs 3 . 6 . 9 the over the relevant hinge spring 3 . 6 or 9 on the lever 2 transmitted axial force is measured. With increasing axial force deforms due to the lever 2 applied bending moments of the lever 2 , so that the effective length of the first lever arm 4 and the second lever arm 8th changed and in the three joint springs 3 . 6 and 9 measured deformation no longer actually on the lever 2 corresponds to transmitted bending moments.

Um die Axialkraft messen zu können weist die an dem zweiten Hebelarm 8 angeordnete dritte Gelenkfeder 9 einen zweiten Verjüngungsbereich 16 auf, der parallel zu dem zweiten Hebelarm 8 bzw. zu dem Hebel 2 ausgerichtet ist. In dem zweiten Verjüngungsbereich 16 befinden sich ebenfalls Dehnungsmessstreifen 17, die über eine geeignete, nicht dargestellte Auswerteschaltung eine durch die auf die dritte Gelenkfeder 9 einwirkende Axialkraft erzwungene Verformung der dritten Gelenkfeder erfassen und dadurch die Axialkraft messen können. Die dritte Gelenkfeder 9 ist in 2 zur Veranschaulichung vergrößert dargestellt.In order to measure the axial force points to the second lever arm 8th arranged third hinge spring 9 a second rejuvenation area 16 on, which is parallel to the second lever arm 8th or to the lever 2 is aligned. In the second rejuvenation area 16 There are also strain gauges 17 , Which via a suitable, not shown evaluation circuit by the on the third hinge spring 9 detect acting axial force forced deformation of the third hinge spring and thereby can measure the axial force. The third hinge spring 9 is in 2 shown enlarged for clarity.

Um die Axialkraft abhängige Korrektur vorzunehmen, wird während eines Messvorgangs die auf die dritte Gelenkfeder 9 einwirkende Axialkraft gemessen und ein experimentell während eines vorausgegangenen Kalibriervorgangs ermittelter Anteil der Axialkraft für die Vorgabe des Kraftmesszustands berücksichtigt. Dies wird in einfacher Weise dadurch erreicht, dass die auf den Hebel 2 einwirkenden Biegemomente nicht mehr in der Summe auf Null geregelt bzw. durch eine entsprechende Verlagerung der Traverse 12 und einer dadurch auf den Kraftaufnehmer 13 ausgeübten Druckkraft vorgegeben werden, sondern ein zusätzliches axialkraftabhängiges Korrekturmoment hinzugenommen und die Gesamtsumme der Biegemomente und des Korrekturmoments minimiert wird.In order to carry out the axial force-dependent correction, the pressure is applied to the third joint spring during a measuring process 9 measured axial force and taken into account an experimentally determined during a previous calibration process proportion of the axial force for the specification of the force measurement state. This is achieved in a simple manner by that on the lever 2 acting bending moments are no longer regulated in the sum to zero or by a corresponding displacement of the traverse 12 and one on the force transducer 13 applied compressive force can be specified, but added an additional axialkraftabhängiges correction torque and the total sum of the bending moments and the correction torque is minimized.

Anhand der nachfolgenden Gleichungen und Überlegungen soll ein Ansatz veranschaulicht werden, der der erfindungsgemäßen Axialkraftkorrektur zu Grunde gelegt werden kann. Sofern sich die Messvorrichtung im Gleichgewicht befindet und bewegungslos verharrt und weiterhin als geschlossenes System betrachtet werden kann, stehen alle angreifenden Momente im Gleichgewicht und summieren sich zu einem Gesamtmoment von Null:

Figure 00130001
wobei m die Masse der Gewichtsstücke 7, g die lokal wirkende Schwerebeschleunigung, ρa die Luftdichte und ρm die Massedichte bezeichnet, wobei l1 die Länge des ersten Hebelarms 4 und l2 die Länge des zweiten Hebelarms 8 bezeichnet, wobei Mb die Summe der auf die Gelenkfedern 3, 6, 9 einwirkenden Biegemomente bezeichnet und wobei mit F die auf den zweiten Hebelarm 8 ausgeübte Zug- oder Druckkraft und ΔF einen systematischen Fehler für die Kraftmessung bezeichnet, der beispielsweise durch eine unvermeidbare Hebeldurchbiegung oder durch ein Übersprechen der Axialkräfte auf die Biegemomente der Gelenkfedern 3, 6, 9 verursacht wird.Based on the following equations and considerations, an approach is to be illustrated, which can be based on the Axialkraftkorrektur invention. Provided that the measuring device is in equilibrium and remains motionless and continues to be considered as a closed system can be, all the attacking moments are in equilibrium and add up to a total moment of zero:
Figure 00130001
where m is the mass of the weights 7 , g is the locally acting gravitational acceleration, ρ a is the air density and ρ m is the mass density, where l 1 is the length of the first lever arm 4 and l 2 the length of the second lever arm 8th M b , where M b is the sum of the on the hinge springs 3 . 6 . 9 termed acting bending moments and where with the F on the second lever arm 8th applied tensile or compressive force and .DELTA.F denotes a systematic error for the force measurement, for example, by an unavoidable lever deflection or by a crosstalk of the axial forces on the bending moments of the joint springs 3 . 6 . 9 is caused.

Wird diese Gleichung umgestellt und nach der interessierenden Kraft F aufgelöst, ergibt sich der nachfolgende Zusammenhang:

Figure 00140001
If this equation is rearranged and resolved according to the force F of interest, the following relationship arises:
Figure 00140001

Die mit der Kraftmesseinrichtung 1 zu messende Kraft F ergibt sich als Summe einzelner Beiträge, wobei der erste Beitrag ausschließlich aus präzise messbaren Größen wie beispielsweise der Luftdichte ρa und der Massedichte ρm besteht. Bislang wurde bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren jeweils davon ausgegangen, dass die Gesamtsumme der an den Gelenkfedern 3, 6, 9, angreifenden Biegemomente zu Null eingeregelt werden muss und durch konstruktive Maßnahmen versucht werden muss, den systematischen Messfehler ΔF möglichst gering werden zu lassen.The with the force measuring device 1 force F to be measured is the sum of individual contributions, the first contribution consisting exclusively of precisely measurable quantities such as air density ρ a and mass density ρ m . So far, in the case of the methods known from the prior art, it has been assumed in each case that the total sum of the at the joint springs 3 . 6 . 9 , applying bending moments must be adjusted to zero and must be tried by constructive measures to minimize the systematic measurement error .DELTA.F.

Mit dem erfindungsgemäßen Ansatz wird statt dessen elektronisch eine Korrekturkraft Fkorr ermittelt und in die Ausgleichsregelung der Biegemomente derart eingekoppelt, so dass eine geänderte Gesamtsumme der Biegemomente M'b, die das durch die Korrekturkraft Fkorr erzeugte Korrekturmoment Mkorr = Fkorr·l2 beinhaltet, erfasst und zu Null geregelt wird. Für die geänderte Gesamtsumme der Biegemomente M'b gilt demzufolge: M'b = Mb + Mkorr = Mb + Fkorr·l2 With the approach according to the invention, a correction force F korr is instead determined electronically and coupled into the compensation control of the bending moments in such a way that an altered total sum of the bending moments M ' b that the correction torque generated by the correction force F korr M corr = F corr . 2 contained, recorded and regulated to zero. Consequently, the following applies to the changed total sum of the bending moments M ' b : M ' b = M b + M corr = M b + F corr . 2

Wenn die Korrekturkraft Fkorr so gewählt wird, dass die Korrekturkraft Fkorr näherungsweise dem systematischen Fehler ΔF entspricht, gleichen sich die mit der eingekoppelten Korrekturkraft eingeregelte geänderte Gesamtsumme der Biegemomente M'b und der systematische Fehler ΔF weitgehend aus, so dass gilt: M'b/l2 = –ΔF. If the correction force F corr is chosen such that the correction force F corr approximately corresponds to the systematic error ΔF, the modified total sum of the bending moments M ' b and the systematic error ΔF adjusted with the coupled correction force largely balance each other, so that the following applies: M 'b / l = 2 -ΔF.

In praktischer Hinsicht wird in dem Korrekturverfahren genau eine solche Verformung der Gelenkfedern verursacht, dass das Moment zur Verformung der Gelenkfedern dem festgestellten systematischen Kraftfehler entspricht. Daraus resultiert, dass das Verfahren nur bei Verwendung von Gelenkfedern, deren Biegemomente erfasst werden, und nicht z. B. bei Verwendung von Pfannen und Schneiden anwendbar ist.In practical terms, in the correction method, precisely such a deformation of the hinge springs is caused that the moment for deformation of the hinge springs corresponds to the detected systematic force error. As a result, the method only when using joint springs, the bending moments are detected, and not z. B. is applicable when using pans and cutting.

Der elektronische Korrekturwert Fkorr lässt sich mittels einem Polynom höherer Ordnung darstellen und aus der gemessenen Axialkraft berechnen. Dabei geht der Messfehler der Axialkraft nur mit einem sehr geringen Anteil als Beitrag zur Messunsicherheit ein.The electronic correction value F korr can be represented by a polynomial of higher order and calculated from the measured axial force. The measuring error of the axial force is only a very small contribution to the measurement uncertainty.

In 3 ist schematisch als durchgezogene Linie 18 eine experimentell ermittelte relative Messunsicherheit der in 1 dargestellten Messvorrichtung 1 in Abhängigkeit von der über die dritte Gelenkfeder 9 ausgeübten Axialkraft abgebildet. Die relative Messunsicherheit steigt bis zu der maximal ausgeübten Axialkraft von 1000 kN auf etwas mehr als 3 × 10–4 an. Wird bei Messungen mit der Kraftmessvorrrichtung 1 die vorangehend beschriebene Axialkraftkorrektur durchgeführt, so bleibt die nach der Korrektur ermittelte und als gestrichelte Linie 19 dargestellte relative Messunsicherheit im Wesentlichen konstant und auf einem Wert kleiner 5 × 10–5. Die vorangehend beschriebene Axialkraftkorrektur bewirkt dem zu Folge eine ganz erhebliche Verringerung der Messunsicherheit.In 3 is schematically as a solid line 18 an experimentally determined relative measurement uncertainty of 1 illustrated measuring device 1 depending on the over the third hinge spring 9 applied axial force shown. The relative measurement uncertainty increases to slightly more than 3 × 10 -4 up to the maximum applied axial force of 1000 kN. Used in measurements with the force measuring device 1 the previously described Axialkraftkorrektur performed, so remains after the correction determined and as a dashed line 19 shown relative measurement uncertainty substantially constant and at a value less than 5 × 10 -5 . The Axialkraftkorrektur described above causes the consequence of a very significant reduction in the measurement uncertainty.

Um die in Abhängigkeit von der jeweils angreifenden Axialkraft erforderliche Axialkraftkorrektur zu bestimmen, kann eine Selbstkalibrierung der Messvorrichtung 1 durchgeführt werden. Mehrere gleichartige Kraftaufnehmer 13, von denen einer exemplarisch in 4 dargestellt ist, werden im Totlastbereich der Kraftmesseinrichtung 1 bzw. in einem Messbereich mit einer möglichst kleinen Messunsicherheit kalibriert. Im Anschluss daran werden sukzessive mehr Kraftaufnehmer 13 nebeneinander in dem Belastungsrahmen 10 angeordnet und über ein in 5 exemplarisch abgebildetes Verbindungselement 20 so miteinander verbunden, dass auf jeden Kraftaufnehmer 13 ein gleich großer Anteil der über die Traverse 12 auf den Belastungsrahmen 10 ausgeübten Druckkraft aufnimmt. Die Kraftmessvorrichtung 1 wird durch eine geeignete Verlagerung der Traverse 12 in den Kraftmesszustand gebracht und das Korrekturmoment für die betreffende Axialkraft ermittelt.In order to determine the axial force correction required as a function of the respectively acting axial force, a self-calibration of the measuring device can be carried out 1 be performed. Several identical load cells 13 of which one exemplarily in 4 is shown are in the dead load range of the force measuring device 1 or calibrated in a measuring range with the smallest possible measurement uncertainty. Subsequently, more and more load cells will be added 13 next to each other in the load frame 10 arranged and over an in 5 exemplary illustrated connecting element 20 so connected to each other on each load cell 13 an equal share of the traverse 12 on the load frame 10 absorbs applied pressure force. The force measuring device 1 is due to a suitable displacement of the traverse 12 brought into the force measurement state and determines the correction torque for the relevant axial force.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 3927475 C2 [0002] DE 3927475 C2 [0002]

Claims (9)

Verfahren zur Kraftmessung mit einer Kraftmessvorrichtung, die einen außermittig schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel aufweist, wobei an jedem Hebelarm jeweils ein Lastangriffsgelenk angeordnet ist, das als biegsame Gelenkfeder ausgestaltet ist, deren Verformung mittels Verformungsmesseinrichtungen messbar ist, wobei auf einen ersten Hebelarm eine vorgebbare Belastung einwirkt und durch Ausübung einer Zug- oder Druckkraft auf einen zweiten Hebelarm der Hebel in einen Kraftmesszustand gebracht und die hierfür erforderliche Zug- oder Druckkraft ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer Gelenkfeder (3, 6, 9) eine auf diese Gelenkfeder (3, 6, 9) einwirkende Axialkraft erfasst und ein vorgebbarer Anteil der ermittelten Axialkraft für eine Vorgabe des Kraftmesszustands berücksichtigt wird.Method for measuring force with a force measuring device having a eccentrically pivotally mounted two-armed lever, wherein each arm is arranged a load engagement joint, which is designed as a flexible hinge spring whose deformation is measurable by means of deformation measuring means, wherein a first lever arm acts a predetermined load and by applying a tensile or compressive force on a second lever arm of the lever in a force measuring state and the required tensile or compressive force is determined, characterized in that in at least one hinge spring ( 3 . 6 . 9 ) one on this hinge spring ( 3 . 6 . 9 ) detected axial force and a predetermined portion of the determined axial force is taken into account for a default of Kraftmesszustands. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der ermittelten Axialkraft die zur Vorgabe des Kraftmesszustands ausgeübte Zug- oder Zugkraft angepasst wird.A method according to claim 1, characterized in that the force applied to specify the force measurement state tensile or tensile force is adjusted in dependence on the determined axial force. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diejenige Axialkraft ermittelt und für die Vorgabe des Kraftmesszustands berücksichtigt wird, die auf die Gelenkfeder (6) an dem längeren (4) Hebelarm einwirkt.A method according to claim 1 or claim 2, characterized in that the axial force is determined and taken into account for the specification of the Kraftmesszustands on the hinge spring ( 6 ) on the longer ( 4 ) Lever arm acts. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der ermittelten Axialkraft eine Kompensationszug- oder -druckkraft ermittelt und bei einer elektronisch gesteuerten oder geregelten Vorgabe des Kraftmesszustands zusätzlich berücksichtigt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a Kompensationszug- or -druckkraft determined in dependence on the determined axial force and is additionally taken into account in an electronically controlled or regulated specification of Kraftmesszustands. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vorausgehenden Verfahrensschritt eine Kalibration der Kraftmessvorrichtung (1) durchgeführt und dabei ermittelte Werte für eine zusätzlich erforderliche Kompensationszug- oder -druckkraft ermittelt und in einer Speichereinrichtung abrufbar gespeichert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a preceding method step, a calibration of the force measuring device ( 1 ) and thereby determined values for an additionally required Kompensationszug- or -druckkraft determined and stored in a memory device retrievable. Verfahren zur Kalibration einer Kraftmessvorrichtung mit einem außermittig schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kompensation einer belastungsbedingten Verkürzung der Hebelarmlänge mehrere Kraftaufnehmer (13) in einem Belastungsbereich mit einer möglichst geringen Messunsicherheit der Kraftmessvorrichtung (1) kalibriert werden und anschließend mehrfach jeweils eine unterschiedliche Anzahl von kalibrierten Kraftaufnehmern (13) parallel zueinander an dem zweiten Hebelarm (8) angeordnet und gemessen werden, um für mehrere unterschiedliche Belastungen jeweils einen für die Kompensation erforderlichen Korrekturwert zu ermitteln.Method for calibrating a force-measuring device with a two-armed lever mounted eccentrically pivotably, characterized in that a plurality of load cells (30) for compensating a load-related shortening of the lever arm length 13 ) in a load range with the lowest possible measurement uncertainty of the force measuring device ( 1 ) and then a number of calibrated force transducers ( 13 ) parallel to each other on the second lever arm ( 8th ) are arranged and measured in order to determine a correction value required for the compensation for a plurality of different loads. Vorrichtung zur Kraftmessung, die einen außermittig schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel aufweist, wobei an jedem Hebelarm jeweils ein Lastangriffsgelenk angeordnet ist, das als biegsame Gelenkfeder ausgestaltet ist, deren Verformung mittels einer Verformungsmesseinrichtung messbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkfeder (3, 6, 9) einen Federstab mit einem horizontal und senkrecht zum Hebelarm (4, 8) ausgerichteten ersten Verjüngungsbereich (14) aufweist, in dem eine Verformungsmesseinrichtung angeordnet ist, und beabstandet hierzu eine Axialkraftmesseinrichtung an der Gelenkfeder (3, 6, 9) angeordnet ist.Device for force measurement, which has an off-center pivotally mounted two-armed lever, wherein in each lever arm is arranged in each case a Lastangriffsgelenk, which is designed as a flexible hinge spring whose deformation is measurable by means of a deformation measuring device, characterized in that the hinge spring ( 3 . 6 . 9 ) a spring bar with a horizontal and perpendicular to the lever arm ( 4 . 8th ) first rejuvenation area ( 14 ), in which a deformation measuring device is arranged, and spaced therefrom an axial force measuring device on the hinge spring ( 3 . 6 . 9 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkfeder (3, 6, 9) einen parallel zum Hebelarm (4, 8) ausgerichteten zweiten Verjüngungsbereich (16) aufweist, in dem die Axialkraftmesseinrichtung angeordnet ist.Apparatus according to claim 7, characterized in that the hinge spring ( 3 . 6 . 9 ) one parallel to the lever arm ( 4 . 8th ) second rejuvenation area ( 16 ), in which the Axialkraftmesseinrichtung is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine elektronische Steuereinrichtung und eine Speichereinrichtung zur Speicherung von Kompensationszug- und -druckkraftwerten aufweist.Apparatus according to claim 7 or claim 8, characterized in that the device comprises an electronic control device and a memory device for storing Kompensationszug- and -druckkraftwerten.
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