DE1211002B - Strain gauge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

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Deutsche Kl.: 42 k - 45/01German class: 42 k - 45/01

Nummer: 1211002Number: 1211002

Aktenzeichen: U9750IXb/42kFile number: U9750IXb / 42k

Anmeldetag: 25. April 1963 Filing date: April 25, 1963

Auslegetag: 17. Februar 1966Opening day: February 17, 1966

Die Erfindung bezieht sich auf mit Druckmittel arbeitende Dehnungsmesser.The invention relates to pressure-medium strain gauges.

Ein bekannter Dehnungsmesser weist eine Kammer mit einer Einlaßöffnung auf, die eine Verengung hat, durch welche Luft mit konstantem Lieferdruck hindurchgeleitet wird. Ein Druckmesser ist mit der Kammer verbunden, und die Kammer hat außerdem eine Auslaßöffnung, in welche hinein sich ein sich verjüngendes Nadelventil erstreckt, das mit einem Prüfung verbunden ist. Durch Bewegung des Nadelventils entsprechend einer Abmessungsänderung des Prüflings wird die Wirkfläche der Auslaßöffnung und somit der Luftdruck innerhalb der Kammer verändert. Auf diese Weise kann der Druck, der durch den Druckmesser auf gezeichnet wird, mit der Dimensionsänderung des Prüflings in Beziehung gebracht werden.A known strain gauge has a chamber with an inlet opening which has a constriction, through which air is passed with constant delivery pressure. A pressure gauge is with the chamber and the chamber also has an outlet opening into which a tapered one Extends needle valve, which is connected to a test. By moving the needle valve the effective area of the outlet opening and thus the air pressure inside the chamber changes. In this way, the pressure exerted by the Pressure gauge is recorded, can be related to the dimensional change of the test object.

Ein erfindungsgemäßer Dehnungsmesser ist gekennzeichnet durch einen am einen Ende an eine Druckmittelquelle anzuschließenden und am anderen Ende offenen Zylinder, durch einen in diesem Zylinder gleitbaren und sich entsprechend der zu ermittelnden Abmessungsänderung eines Prüfkörpers einstellenden Kolben von kürzerer Länge und etwas kleinerem Querschnitt als der Zylinder und durch eine in der Zylinderwand auf der Höhe des Kolbens angebrachte Bohrung zum Anschluß eines Druckmeßorgans. A strain gauge according to the invention is characterized by one at one end to one Pressure medium source to be connected and open at the other end cylinder, through one in this cylinder slidable and adjusted according to the dimensional change to be determined of a test body Pistons of shorter length and slightly smaller cross-section than the cylinder and by an in the cylinder wall at the level of the piston for connecting a pressure measuring element.

Ferner weist der erfindungsgemäße Dehnungsmesser einen an den Kolben angeschlossenen und über das freie Ende des Zylinders hinausragenden Taststift auf.Furthermore, the strain gauge according to the invention has a connected to the piston and over the free end of the cylinder protruding stylus.

Ein erfindungsgemäßer Dehnungsmesser wird nunmehr an Hand der die Erfindung beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert, welche eine schematische Längsansicht (teilweise im Schnitt) eines Dehnungsmessers zeigt.A strain gauge according to the invention will now be shown by way of example with reference to the examples of the invention Drawing explained in more detail, which is a schematic longitudinal view (partially in section) of a Strain gauge shows.

Gemäß der Zeichnung weist ein Dehnungsmesser 1 einen Zylinder 2 auf, der am einen Ende eine Einlaßöffnung 3 für ein Druckmittel, am anderen Ende eine Auslaßöffnung 4 und zwischen den Enden eine Druckmitteldruck-Signalöffnung 5 hat, sowie einen zylindrischen Kolben 6, der im Zylinder 2 gleitbar angeordnet ist, wobei der Zylinder 2 und der Kolben 6 zwischen sich eine ringförmige Verengung 7 (der besseren Anschaulichkeit halber vergrößert dargestellt) von gleichmäßigem Querschnitt über die Länge 6 a des Kolbens 6 hinweg bilden.According to the drawing, a strain gauge 1 has a cylinder 2, which has an inlet opening 3 for a pressure medium at one end, an outlet opening 4 at the other end and a pressure medium pressure signal opening 5 between the ends, as well as a cylindrical piston 6, which in the cylinder 2 Is slidably arranged, the cylinder 2 and the piston 6 between them form an annular constriction 7 (shown enlarged for the sake of clarity) of uniform cross section over the length 6 a of the piston 6.

Die Einlaßöffnung 3 ist in einer Endwand 3 a des Zylinders 2 vorgesehen und hat ein Verbindungsrohr 8, und die Signalöffnung 5 wird durch eine Kappe 9 gebildet, die sich in Umfangsrichtung des Zylinders 2 erstreckt und gegen diesen abgedichtet DehnungsmesserThe inlet port 3 is provided in an end wall 3a of the cylinder 2 and has a connection pipe 8, and the signal port 5 is formed by a cap 9 which extends in the circumferential direction of the cylinder 2 and is sealed against this strain gauge

Anmelder:Applicant:

United Kingdom Atomic Energy Authority,United Kingdom Atomic Energy Authority,

LondonLondon

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt,Dipl.-Ing. E. Schubert, patent attorney,

Siegen, Eiserner Str. 227Siegen, Eiserner Str. 227

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Warren Peter Neal Bailey, LondonWarren Peter Neal Bailey, London

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Großbritannien vom 30. April 1962 (16 366)Great Britain April 30, 1962 (16 366)

ist, sowie mehrere auf den Umfang verteilte Bohrungen 10, die mit einer Umfangsnut 11 in der Innenwand des Zylinders 2 und mit dem Innern der Kappe 9 verbunden sind. Die Öffnung 5 hat ein Verbindungsrohr 12. Der Kolben 6 weist einen Zwischenabschnitt 6 a zwischen den Endabschnitten 13,14 mit verringertem Durchmesser auf, wobei die Endabschnitte 13,is, as well as several bores 10 distributed around the circumference, which are provided with a circumferential groove 11 in the inner wall of the cylinder 2 and with the interior of the cap 9 are connected. The opening 5 has a connecting tube 12. The piston 6 has an intermediate section 6 a between the end sections 13, 14 with a reduced diameter, the end sections 13,

14 jeweils drei auf den Umfang verteilte Fixierstifte14 three locating pins each distributed around the circumference

15 aufweisen (von denen jeweils einer für jeden der Endabschnitte 13,14 dargestellt ist). Einer der Stifte 15 am Endabschnitt 13 (und dementsprechend auch am Endabschnitt 14) steht unter leichter Federspannung, während die anderen starr befestigt sind. Die Stifte 15 dienen zur Fixierung des Kolbens 6 praktisch in der Mitte des Zylinders 2, wobei die Innenfläche des Zylinders 2 und die Oberfläche des Abschnitts 6 a des Kolbens 6 geschont sind. Bei einem typischen Beispiel hat die Verengung 7 eine Radialbreite von etwa 0,02 mm bei einem Durchmesser des Abschnitts 6 α des Kolbens 6 von etwa 12 mm. Die unter Federspannung stehenden Stifte 15 dienen dazu, eine konstante relative Radialfixierung zwischen dem Zylinder 2 und dem Kolben 6 über den ganzen Hub des Kolbens 6 hinweg aufrechtzuerhalten. Am Abschnitt 14 ist ein koaxialer Taststift 16 befestigt, der aus der Öffnung 4 vorragt. Eine Druckmittelquelle 18 für unter Druck stehendes Gas ist mit dem Rohr 8 über ein Druckregelventil 19 verbunden, wobei ein Druckmeßorgan 20 vorgesehen ist. Ein weiteres Druckmeßorgan 21 ist mit dem Ende des Rohres 12 verbunden.15 (of which one is shown for each of the end sections 13, 14). One of the pins 15 on the end section 13 (and accordingly also on the end section 14) is under slight spring tension, while the others are rigidly attached. The pins 15 serve to fix the piston 6 practically in the middle of the cylinder 2, the inner surface of the cylinder 2 and the surface of the section 6 a of the piston 6 being spared. In a typical example, the constriction 7 has a radial width of approximately 0.02 mm with a diameter of the section 6 α of the piston 6 of approximately 12 mm. The spring-loaded pins 15 serve to maintain a constant relative radial fixation between the cylinder 2 and the piston 6 over the entire stroke of the piston 6. A coaxial stylus 16, which protrudes from the opening 4, is fastened to the section 14. A pressure medium source 18 for pressurized gas is connected to the pipe 8 via a pressure regulating valve 19, a pressure measuring element 20 being provided. Another pressure measuring element 21 is connected to the end of the tube 12.

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Im Betrieb wird der Zylinder 2 so angebracht, daß er ortsfest gehalten ist, und unter Druck stehendes Gas von der Druckmittelquelle 18 her wird über das Ventil 19 und das Rohr 8 der Öffnung 3 unter konstantem Druck zugeführt, damit es über die Verengung 7 nach der Öffnung 4 strömt. Eine Abmessungsänderung eines Prüfkörpers 17 bewirkt eine Längsbewegung des Kolbens 6 über den Taststift 16 und verändert somit die Länge der Verengung 7, durch welche das Gas strömt, bevor "es die Signalöffnung 5 erreicht. Es ist festgestellt worden, daß der Druck, der am Druckmeßorgan 21 angegeben wird, in einer im wesentlichen linearen Beziehung zur Länge der Verengung 7 steht, die von dem Gas durchströmt "" wird, bis es die Signalöffnung S erreicht, und demzufolge auch zu der Abmessungsänderung des Prüfkörpers 17, da durch den gleichmäßigen Querschnitt der Verengung 7 über ihre ganze Länge hinweg sichergestellt wird, daß der Strömungswiderstand des Gasstroms pro Längeneinheit konstant bleibt. -In operation, the cylinder 2 is mounted to be fixed and pressurized Gas from the pressure medium source 18 is here via the valve 19 and the pipe 8 of the opening 3 under constant Pressure is supplied so that it flows through the constriction 7 to the opening 4. A change in dimensions a test body 17 causes a longitudinal movement of the piston 6 over the stylus 16 and thus changes the length of the constriction 7 through which the gas flows before it reaches the signal opening 5 reached. It has been found that the pressure, which is indicated on the pressure measuring element 21, is in a substantially linear relationship to the length of the constriction 7 through which the gas flows "" until it reaches the signal opening S, and consequently also to the dimensional change of the test body 17, as ensured by the uniform cross-section of the constriction 7 over its entire length is that the flow resistance of the gas flow per unit length remains constant. -

Der Dehnungsmesser 1 hat bei praktisch linearer Anzeigecharakteristik eine größere Genauigkeit über einen weiteren Bereich (typisch eine Genauigkeit von 0,1 bis 0,2 % über einen Bewegungsbereich von 25,4mm) als der bekannte Dehnungsmesser, der vorstehend erwähnt ist.The extensometer 1 has greater accuracy with a practically linear display characteristic another range (typically an accuracy of 0.1 to 0.2% over a range of motion of 25.4mm) than the known strain gauge mentioned above.

Der Erfindungsbereich erstreckt sich natürlich nicht nur auf die im vorstehenden Beispiel beschriebenen Einzelheiten. So kann der Kolben 6 auch feststehend gehalten werden, wobei eine Halterung verwendet wird, die sich durch die Öffnung 4 hindurch erstreckt (Wobei der Stab 16 in Wegfall käme), und eine Dimensionsänderung des Prüfkörpers kann durch einen anderen Taststift übertragen werden, um eine Längsbewegung des Zylinders 2 zu bewirken. Eine derartige. Anordnung erfordert, daß die Rohre 8, 12 flexibel sind, und aus diesem Grunde wird die Anordnung, bei welcher der Kolben 6 beweglich ist, im allgemeinen vorgezogen.Of course, the scope of the invention does not only extend to the details described in the preceding example. Thus, the piston 6 can also be held stationary, using a holder that extends through the opening 4 (whereby the rod 16 would be omitted), and a change in dimension of the test body can be transmitted by another stylus to a longitudinal movement of the cylinder 2 to effect. Such a one. Arrangement requires the tubes 8, 12 to be flexible and for this reason the arrangement in which the piston 6 is movable is generally preferred.

Der erfindungsgemäße Dehnungsmesser findet insbesondere in einer Umgebung mit hohen Temperaturen Anwendung, da die einfache Form von Zylinder und Kolben jede Kompensation erleichtert, die bei höheren Temperaturen erforderlich sein kann.The extensometer according to the invention is particularly found in a high temperature environment Application because the simple shape of the cylinder and piston makes any compensation easier may be necessary at higher temperatures.

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Mit einem Druckmittel arbeitender Deh- - nungsmesser, gekennzeichnet" durch einen am einen Ende an eine Druckmittelquelle (18) • anzuschließenden und am anderen Ende offenen Zylinder (2), durch einen in diesem Zylinder gleitbaren und sich entsprechend der zu ermittelnden Abmessungsänderung eines Prüfkörpers (17) einstellenden Kolben (6) von kürzerer Länge und etwas kleinerem Querschnitt als der Zylinder (2) und durch eine in der Zylinderwand auf der Höhe des Kolbens angebrachte Bohrung (10, 11) zum Anschluß eines Druckmeßorgans (21).1. An extensometer working with a pressure medium, marked "by a at one end to a pressure medium source (18) • to be connected and open at the other end Cylinder (2), slidable through a cylinder in this cylinder and to be determined according to the Dimensional change of a test body (17) adjusting piston (6) of shorter length and a slightly smaller cross-section than the cylinder (2) and through one in the cylinder wall the height of the piston mounted bore (10, 11) for connecting a pressure measuring element (21). 2. Dehnungsmesser nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen an den Kolben (6) angeschlossenen und über das freie Ende des Zylinders (2) hinausragenden Taststift (16). 2. Extensometer according to claim 1, characterized by a stylus (16) connected to the piston (6) and protruding beyond the free end of the cylinder (2). Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 609 508/92 2.66 © Bundesdruckerei Berlin609 508/92 2.66 © Bundesdruckerei Berlin