DE2038771B2

DE2038771B2 - Druck -MeBwertwandler

Info

Publication number: DE2038771B2
Application number: DE2038771A
Authority: DE
Inventors: Lawrence E. Troy Slimak; Berhard R. Birmingham Teitelbaum
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1969-08-04
Filing date: 1970-08-04
Publication date: 1975-11-27
Also published as: FR2056960B1; US3866473A; FR2056960A1; GB1313935A; JPS5021110B1; DE2038771A1; CA940734A

Description

Die Erfindung betraft einen Meßwertwandler zur Druckmessung mit einem Rahmen, welcher zwei freie Arme aufweist, von denen mindestens einer federnd ausgebildet und mit Dehnungsmeßstreifen versehen ist, wobei die Arme an der Oberfläche eines bei Druckeinwirkung seine Abmessungen verändernden Körpers anliegen.

Es sind Druck-Meßwertwandler bekanntgeworden (US-PS 25 93 169 und 29 20 487), welche eine durch Druckbeaufschlagung verformbare Druckdose aufweisen, die in bügeiförmige Rahmen eingespannt ist, welche der Verformung einen federnden Widerstand entgegensetzen. Die Rahmen sind so ausgebildet, daß ihre Verformung bei Druckbeaufschlagung der Druckdose im wesentlichen einer Biegung von Rahmenabschnitten entspricht. In diesen Abschnitten sind Dehnungsmeßstreifen angeordnet, deren Widerstandsänderungen somit den Druckänderungen in der Druckdose entsprechen. Um bei beschleunigten Druckmessern (z. B. in Flugzeugen) eine Beeinflussung der Druckmessung durch Beschleunigungskräfte auszuräumen, werden Dehnungsmeßstreifen symmetrisch auf den biegbaren Abschnitten der bügelförmigen Rahmen angeordnet, und zwar jeweils paarweise auf der Innen- und Außenseite des Bügels. Die Dehnungsmeßstreifen werden in eine Wheatstoncsche Brücke geschaltet, deren Verstimmung eine von Beschleunigungen des Druck-Meßwertwandlers unabhängige Druckanzeige darstellt.

Derartige Druck-Meßwertwandler haben jedoch den Nachteil, daß sie für bestimmte Typen und Abmessungen von Drückdorn ausgelegt sind, und daß sie mit den Druckdosen zu einer Einheit zusammengebaut sind.

Insbesondere zur Messung des Druckes in schon installierten Rohren sind solche Druck-Meßwertwandlcr nicht geeignet.

In der US-PS 18 61 999 ist ein Druckmesser zur Messung des Druckes in Rohren beschrieben worden, welcher ein dünnwandigere*- Rohrteil aufweist, das durch eine Feder zusammengedrückt wird und durch den Innendruck aufgeweitet werden kann. Die Bewegung der Rohrwände wird über ein Gestänge auf einen Zeiger übertragen und liefert so eine Druckanzeige.

Dieser Druckmesser ist jedoch ebenfalls fest einer Druckdose zugeordnet und kann nicht leicht an schon installierten Rohren angebracht werden. Darüber hinaus wird lokal die Druckfestigkeit des Rohres herabgesetzt.

Demgegenüber ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darin zu sehen, einen Druck-Meßwert-

wandler zu schaffen, der an Druckdosen unterschiedlicher Abmessung leicht angebracht werden kann und auch leicht wieder entfernt werden kann.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von dem in der US-PS 25 93 169 beschriebenen Stand der Technik, er-

»5 findungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Arme des Rahmens durch ein Scharnier beweglich verbunden sind, und daß eine die beiden beweglichen Arme durchquerende Durchgangsschraube und eine Mutter vorgesehen sind, durch welche die Arme an den bei Druck-

«· einwirkung seine Abmessung ändernden Körper federnd angedrückt werden.

Der erfindungsgemäße Druck-Meßwertwandler kann zur genauen Messung des Druckes in jeder beliebie geformten Druckdose verwendet werden. Er eignet

*5 sich besonders für die Fehlersuche bei der Prüfung von hydraulischen oder pneumatischen Drucksystemen, z. B. von Wasser-, Dampf- und Erdgasleitungen, sowie Leitungen für chemische Stoffe. Die Erfindung läßt sich auch vorteilhaft bei der Prüfung von Bremsleitungen an Kraftfahrzeugen einsetzen. Druckmeßwerte von Geräten, die sich an für die direkte Beobachtung unzugänglichen Stellen oder an gefährlichen Orten befinden, z. B. in radioaktiven Gebieten oder an Plätzen mit extremen Temperaturverhältnissen, können über die erforderliehe Strecke übertragen werden. Weiterhin kann ein erfindungsgemäßer Druck-Meßwertwandler vorteilhaft zur Messung der Drücke angewendet werden, die bei ballistischen Versuchen in Geschützläufen auftreten. Außerdem kann er als Druckwächter für die Reifen von Flugzeugen oder bei einem Zähler für die Zahl von Druckzyklen verwendet werden, denen eine Vorrichtung ausgesetzt wurde, bei der Material-Ermüdungserscheinungen zu erwarten sind. Schließlich dient die Erfindung auch zu genauen Druckmessungen in einem beschleunigten Fahrzeug.

Bei einer vorteilhaften Weitergestaltung der Erfindung sind die die Druckdose ergreifenden Enden des Rahmens so ausgestaltet, daß die Druckdose bezüglich des Rahmens des Druck-Meßwertwandlers zentriert

^s° wird. Sie ist im Unteranspruch gekennzeichnet.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine seitliche Ansicht eines Druck-Meßwertwandlers,

F i g. 2 eine Aufsicht auf den Druck-Meßwertwandler nach F i g. 1,

F i g. 3 eine elektrische Schaltung zur Verwendung mit dem Druck-Meßwertwandler.

Der in den F i g. 1 und 2 gezeigte Druck-Meßwertwandler ist an eine als Rohr 32 gezeigte Druckdose angelegt, um den in dieser herrschenden Druck zu messen und um bestimmte, jedoch nicht alle Beschleunigungen des Druck-Meßwertwandlers und der Druckdose von dem Druck in der letzteren zu unterscheiden. Der Druck-Meßwertwandler 10 weist einen U-förmigen Rahmen zum Einspannen der Druckdose mit zwei freitragenden Armen 12 und 14 auf, von denen mindestens

einer elastisch verformbar ist. Der erste Arm 12 hat an seinem freien Ende 18 einen ersten V-förmigen Teil iti und an seinem entgegengesetzten Ende ein abgewinkeltes Scharnierteil 20. Der /weite freitragende Arm 14 hat ebenfalls einen V-förmigen leil 22. der an seinem freien Ende 24 angeordnet ist und dem ersten V-förmigen Teil 16 gegenüberliegt; an seinem cntgeg-ngeseizten End? ist ein gegabeltes Scharnierteil 26 mit dein Arm 14 Ober einen Verbindungsabsehniit 27 verbunden. Die Arme 12 und 14 bilden den Rahmen 28. In den Scharnierteilen 20 und 26 sind Bohrungen 29 vorgesehen, und ein Stift 31 bildet zusammen mit den letzteren ein Scharnier 30. so daß der Rahmen 28 gegeneinander drehbare Arme 12 und 14 aufweist. Damit kann der Dehnungsmesser sowohl in Form \on Drahtwiderstanden als auch von Folien oder Halbleitern arbeiten bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel m.t gutem Erfolg. Die größte Genauigkeit und Empfindlichkeit

S wird jedoch mit Halbleiterdehnungsmessern erreicht. Alle Dehnungsmesser zeichnen sich dadurch aus. daß sich ihr elektrischer Widerstand in Abhängigkeit von der Verformung, d. h. von der mechanischen Spannung ändert. Im gespannten Zustand erhöht sich der Wider-

o stand, und beim Zusammendrücken verringert sich der Widerstand. Dehnungsmesser aus Draht oder Folie haben größte Widerstandsänderungen von 2 bis 3 Prozent, während sich der Widerstand von Halbleiter-Dehnungsmeßstreifen bis zu 20 bis 30 Prozent ändern kann.

Rahmen an Druckdosen verschiedenen Durchmessers 15 Zur Erzielung bestmöglicher Ergebnisse müssen die bei angepaßt werden, z. B an das in der Zeichnung dargestellte Rohr 32. Die Arme 12 und 14 sind mit Bohrungen 34 und 36 versehen. Diese Bohrungen fluchten bei
paralleler Stellung der Arme 12 und 14. und ein mit
Gewinde versehener Spannbolzen 38 ist durch sie hin- 10
durchgeführt. Zur Befestigung des Druck-Meßwertwandlers 10 auf dem Rohr 32 wird eine Flügelmutter 40
auf den Spannbolzen 38 aufgeschraubt. Sollte ein Rohr
32 in dem der Druck gemessen werden soll, für die

Aufnahme in den dargestellten Rahmen 28 zu groß 25 wobei die Genauigkeit der Messung durch \erwensein, so wird der Stift 31 aus den Bohrungen 29 heraus- dung solcher Dehnungsmeßstreifen verbessert wird, die gezogen, und der Arm 14 wird durch einen ähnlichen völlig gleichartig auf eine gegebene \erformung an-Arm ersetzt, dessen Verbindungsabschnitt 27 jedoch
länger ist als der Verbindungsabschnitt 27 des ge/eig-

30 jeder Ausführung verwendeten Dehnungsmesser Gruppen einzelner aneinander angepaßter Elemente aufweisen, die im wesentlichen die gleichen elektrischen Eigenschaften haben. Angepaßte Sätze von Dehnungsmeßstreifen sind ohne weiteres im Handel erhältlich. Diese Anpassung ist nützlich, weil die \ertormung des Rahmens des^Druck-Meßwertwandiers be; einer Messung durch die Änderung der elektrischen Eigenschaften der Dehnungsmesser gemessen wird.

sprechen.

Die an parallelen Montagefiächen 43 und 44 des Armes 12 befestigten Dehnungsmeßstreifen 41 und 42 ermittein die Verformung des Armes 12 in iecic^r Richtung, infolge ihrer Anordnung bewirken Verformungen des Armes 12 in einer der Richtungen 45. 46 und 47 (vgl. F ; g. 1 bzw. 2) nicht bei iedem Dehnungsmesser die gleiche Reaktion. Die Dehnungsmeßstreifen 41 und 42 sind — entsprechend ihrer Lage — höchst empfindlich auf Verformungen des Armes in Richtungen parallel zum Pfeil 45. Bei einer Bewegung des Armes 12 in der Richtung des Pfeiles 45 wird eine der beiden Deh-

rung des elektrischen Widerstandes der Dehnungsmeß- 40 nungsmeßstreifen 41 oder 42 zusammengepreßt, der streifen 41 und 42 herbei. Diese Widerstandsänderun- andere dehnt sich aus. Druckänderungen im Rohr 32 gen können dadurch gemessen werden, daß die Deh- oder Beschleunigungen des Druck-Meßwertwandlers rmnesmeßsireifen 41 und 42 als Widerstände R\ und R: in den Richtungen des Pfeiles 45 können gleichartige

Verformungen der Montageflächen 43 und 44 hervorrufen. Der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Druck-Meß

ten Rahmens. Der freitragende Arm 12 ist somit am Rohr 32 durch eine Halterung befestigt, die aus den V-förmigen Teilen 16 und 22. dem freitragenden Arm 14, dem Verbindungsabschnitt 27. dem Scharnier 30. den Bohrungen 34 und 36. einem nut Gewinde versehenen Spannbolzen 38 und der Flügelschraube 40 besteht.

Der Druck wird durch die Verformung des Rahmens 12 ermittelnde Dehnungsmeßstreifen 41, 42 gemessen. Die Verformung des Rahmens ist proportional zu dem im Rohr 32 herrschenden Druck und führt eine Ande-

riungsmeßsireifen

in einer Wheatstoneschen Brücke liegen, wie in F i g. 3 gezeigt ist. Weiter

gg Brückenwiderstände Ri und /?4

sind so gewählt, daß die Brücke abgeglichen ist. wenn das Rohr 32 mit einem Bezugsdruck, etwa Atmosphärendruck beaufschlagt wird. Dies kann auf verschiedene bekannte Weise erfolgen. Ein Weg hierzu besteht wertwandler kann somit eine auf einer Beschleunigung in der Richtung 45 beruhende Verformung nicht von einer auf einer Druckänderung im Rohr 32 beruhenden Verformung unterscheiden. Der Druck-Meßwertwand-

darin, Ri und R* gleiche Werte zu geben, wenn R\ und 50 ler kann dagegen eine Beschleunigung in den Richuin- R: gleich sind. Wenn sich der Widerstand eines Deh- gen des Pfeiles 46 (F i g. 1) oder 47 (F i g. 2) von Drucknungsmeßstreifens erhöht und der Widerstand des an- änderungen im Rohr 32 unterscheiden. Bei Beschleunideren Dehnungsmeßstreifens verringert, so wird die gungen in der durch den Pfeil 46 angegebenen Rieh-Brücke unsymmetrisch, und zwischen den Punkten 97 tung werden die beiden Montageflächen 43 und 44 m und 98 tritt eine Spannung auf. Diese Spannung ist dem 55 gleicher Weise gedehnt oder zusammengepreßt. auf das Rohr einwirkenden Druck proportional und
wird durch einen Spannungsmesser % gemessen. Wenn
beide Dehnungsmeßstreifen 41 und 42 gleiche Änderungen des Widerstandes erfahren, gleich ob dieser sich
erhöht oder verringert, so bleibt die Brücke abgegii- 60 Beschleunigung chen. und es tritt keine Spannung am Nullzweig und
kein Ausschlag des .Spannungsmessers auf. Solche
gleichsinnigen Veränderungen treten dann auf. wenn
auf den Druck-Meßwertwandlcr Beschleunigungskräfte einwirken, wie nachstehend näher erläutert wird.
Damit kann der Druck auch dann genau gemessen wer

durch sich der Widerstand der beiden Dehnungsmeßstreifen 41 und 42 in gleicher Weise ändert. Dadurch wird die Brücke (F '· S- -i) nicht unsvmmcnsch und der Spannungsmesser 96 zeigt keine N erforrnung an. F.;nc dos Druck-Meßwertuandlers in den Richtungen 46 (und entsprechend m den Richtungen 47) kann sonnt vor Druckanderungen :m Rohr 32 un-

ind be

flußt

Druckmessuni:

den, wenn der Druck-Meßwertwandler durch Beschleunisuneskräfte zusätzlich verformi wird.

lersehieden werden
nicht.

Die vorstehenden Darlegungen über die Verformung der Montagefiachen 43 und 44 bei einer vektorieller. Verformung des Armes 12 gelten sinngemäß auch fur auf dem Arrc. 14 vorgesehenen Montageflächen 48 und

49, wenn Dehnungsmeßstreifen hierauf zusätzlich zu den auf den Montageflächen 43 und 44 vorgesehenen oder an Stelle derselben angebracht sind. Es ist klar, daß Bcschlcunigungskräfte in anderen Richtungen als 45, 46 und 47 in zu diesen Richtungen parallele Komponenten zerlegt werden können. Der Druck-Meßwertwandler spricht auf diese Komponenten in der vorstehend beschriebenen Weise an. Die Verschaltung der Dehnungsmeßstreifen 41 und 42 ist in den F i g. I und 2 nicht gezeigt; sie erfolgt in bekannter Weise.

F i g. 3 zeigt das Schaltbild einer Wheatstoneschcn Brücke 90 mit Brückenwiderständen Ri, /?2, Rj und Ri. Sie dient zur Erfassung der Widerstandsänderung der einzelnen Dehnungsmeßstreifen und zum Umsetzen dieser Widerstandsänderung in dem Druck proportionale, elektrische Signale. Eine Energiequelle 92 zum Anlegen einer Spannungsdifferenz an Punkte 93 und 94 der Brücke, kann eine Wechselstrom- oder Gleichstromquelle sein.

Um die Wheatstonesche Brücke 90 bei dem in den F i g. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel des Druck-Meßwertwandlers zu verwenden, wird der Dehnungsmeßstreifen 41 als Widerstand Ri und der Dehnungsmeßstreifen 42 als Widerstand Ri in die Brücke geschaltet. Dann werden die Werte der Widerstände Ri und Ra so gewählt, daß die Brücke abgeglichen ist. Zum Abgleich können verschiedene bekannte Verfahren angewendet werden.

Zur Durchführung einer Messung wird der Druck-Meßwertwandler nach den F i g. 1 und 2 zunächst sieher am Umfang des Rohres 32 angebracht. Die Flügelmutter 40 wird gelöst oder vom Spannbolzen 38 abgeschraubt. Falls erforderlich, kann der Spannbolzen 38 zur Montage des Druck-Meßwertwandlers am Rohr 32 aus den Armen 12 und 14 herausgezogen werden. Dann -5 können die Arme 12 und 14 frei um den Stift 31 gedreht werden und auf den Durchmesser des Rohres 32 eingestellt werden. Das Rohr 32 wird zwischen den V-förmigen Teilen 16 und 22 zentriert, wobei diese in Berührung mit dem Rohr 32 verbleiben. Dann wird die Flügelmutter 40 auf dem Spannbolzen 30 so weit festgezogen, bis das Rohr 32 fest und sicher mit dem Druck-Meßwertwandler 10 verbunden ist. Die Flügelmutter 40 wird am Spannbolzen 38 so weit festgezogen, daß die Arme 14 in Berührung mit dem Rohr 32 bleiben, wenn dieses sich bei der Messung in radialer Richtung zusammenzieht oder dehnt.

Wie vorstehend beschrieben, kann die Verformung des Druck-Meßwertwandlers infolge bestimmter Beschleunigungskräfte von der durch die auf das Rohr 32 einwirkenden Drücke hervorgerufenen Verformung unterschieden werden, wenn zwei Dehnungsmeßstreifen auf einem einzelnen Arm angebracht sind, wie F i g. 1 zeigt. Die Arbeitsweise des Geräts wird am besten an Hand eines Beispieles erläutert. Zunächst sei angenommen, daß keine Beschleunigungskräfte auftreten und nur der Druck im Rohr 32 eine Verformung des Rahmens bewirkt. Wenn sich das Rohr infolge des Druckes ausdehnt, wird die Montagefläche 43 zusammengedrückt, und die Montagefläche 44 dehnt sich aus. Daraus ergibt sich eine Herabsetzung des Widerstandes des Dehnungsmeßstreifens 41 und eine Erhöhung des Widerstandes des Dehnungsmeßstreifens 42. In der Wheatstoneschen Brücke 90 der Fig.3 ist der Dehnungsmeßstreifen 41 durch den Widerstand Ri und der Dehnungsmeßstreifen 42 durch den Widerstand R2 dargestellt. Ist der Druck-Meßwertwandler 10 im nicht gedehnten, spannungsfreien Zustand, so ist die Whcatsloneschc Brücke abgeglichen. Im abgeglichenen Zustand wird zwischen den Punkten 97 und 98 keine Spannung beobachtet. Erfahre der Widerstand der Dehnungsmeßstreifen 41 und 42 infolge Verformung eine Änderung, so wird die Wheatstoncschc Brücke 90 unsymmetrisch. Zwischen den Punkten 97 und 98 tritt dann eine dem Druck im Rohr 32 proportionale Spannung auf. die leicht zur Messung des Druckes verwendet werden kann.

Beschleunigungen auf den Druck-Meßwertwandler wirken sich wie folgt aus. Bei Beschleunigung in jeder der durch die Pfeile 45 bis 47 angegebenen Richtungen wird der Arm 12 verformt. Dies bewirkt eine Verformung der Montageflächen 43 und 44. Die Verformung dieser Flächen erfolgt im wesentlichen in gleicher Weise, wenn die Bcschlcunigungskräfte parallel zum Pfeil 46 oder 47 gerichtet sind. Diese gleichsinnige Verformung ergibt eine gleiche Widerslandsänderung der beiden Dehnungsmeßstreifen 41 und 42, und die Wheatstonesche Brücke 90 bleibt abgeglichen. Somit haben Beschleunigungen in den Richtungen 46 und 47 keine nachteilige Wirkung auf die genaue Druckmessung.

Um dies zu erreichen, brauchen die Dehnungsmeßstreifen nicht auf parallelen Montageflächen in gleichen Abständen von den Enden 18 oder 24 der Arme 12 oder 14 oder direkt übereinander auf den Montageflächen der Arme 12 oder 14 angebracht zu werden. Diese Anordnung ist jedoch zur Druckmessung besonders vorteilhaft und andererseits auch wirtschaftlich am günstigsten. Bei anderen Anordnungen werden die Einrichtungen zum Abtasten und Messen der Verformung aufwendiger.

Eine Ausführungsform, bei welcher zwei Dehnungsmesser auf dem gleichen Arm. jedoch nicht auf der gleichen Fläche angebracht sind, gestattet, wie bereits eriäutert, auch bei bestimmten Beschleunigungen genaue Druckmessungen, jedoch müssen die Beschleunigungsvektoren parallel zu einer einzigen vorgegebenen Ebene verlaufen, wie nachstehend näher erläutert wird. 1st ζ B. bekannt, daß alle bei einem Einsatz möglicherweise vorkommenden Beschleunigungsvektoren parallel zu einer einzigen gegebenen Ebene liegen, die den Pfeil 46 enthält und senkrecht zur Ebene der F i g. 1 steht, so kann der Druck-Meßwertwandler 10 für solche Beschleunigungen unempfindlich gemacht werden, indem die auf dem Arm 12 vorgesehenen Montageflächen 43 und 44 mit den Dehnungsmeßstreifen 41 und 42 im wesentlichen parallel zu dieser vorgegebenen Ebene angeordnet werden. Alle parallel zu dieser Ebene verlaufenden Beschleunigungsvektoren beeinflussen dann die Dehnungsmeßstreifen 41 und 42 in gleicher Weise. Wenn ein Dehnungsmeßstreifen zusammengedrückt wird, wird auch der andere in gleicher Weise zusammengedrückt. Wird ein Dehnungsmeßstreifen gedehnt, so wird auch der andere gedehnt. Somit bewirken die Beschleunigungskräfte gleiche Widerstandsänderungen in jedem Dehnungsmesser. Da jeder Dehnungsmessei als Widerstand in einen Zweig der Wheatstonescher Brücke geschaltet ist (vgl. F i g. 3), gleichen sich die Widerstandsänderungen in der Brücke aus, und von Spannungsmesser 96 wird keine Spannung zwischet den Punkten 97 und 98 festgestellt. Somit beeinflusset die Beschleunigungen in einer einzelnen vorgegebene! Ebene die Genauigkeit der Druckmessung des be schriebenen Druck-Meßwertwandlers nicht. Die ein fachste Einrichtung zur Beseitigung der Auswirkungei einer parallel zu einer einzelnen vorgegebenen Eben verlaufenden Beschleunigung ist somit ein Meßweri

wandler, dessen Monte geflachen parallel zu dieser Ebene ausgerichtet sind.

Es ist jedoch nicht wesentlich, daß die Montageflächen parallel zur gegebenen Ebene liegen. Wenn sie nicht parallel zu dieser Ebene liegen, so wird die erforderliche Abtast- und Meßeinrichtung zur Unterscheidung der beschleunigungsbcdingten von der druckbedingten Verformung ces Rahmens zwar erheblich aufwendiger, bereitet jedoch dem Fachmann im übrigen keine großen Schwier gkeiten. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel der F i g 1 und 2 müssen mindestens zwei Dehnungsmeßstreifen auf einem Arm angebracht werden und an zwei Moiuageflächen dieses Armes befestigt werden, um den Druck zu ermitteln und den Einfluß von Beschleunigt ngen in einer einzigen vorgegebenen Ebene auszuräumen.

Treten keine Beschleunigungskräfte auf, so liefert der Druck-Meßwertwandler nach F i g. 1 und 2 selbst dann genaue Druckrressungen, wenn die Einrichtung zum Abtasten der Verformung nur aus einem einzigen, auf dem Arm 12 oder 14 montierten Dehnungsmesser besteht (an Stelle eines Paares). Doch bringt ein einziger Dehnungsmeßstreifen eine kleinere Empfindlichkeit mit sich. Sind keine Beschleunigungen bei der Druckmessung zu erwarten, so kann ein einziger Dehnungsmeßstreifen verwendet werden. In einigen Fällen ist ein einzelner Dehnungsmeßstreifen auf einem einzelnen Arm auch dann zur Druckmessung nützlich, wenn der Wandler eine Beschleunigung erfährt. Wenn die Beschleunigungskräfte eine viel kleinere Verformung des Armes 12 oder 14 als die Druckkräfte hervorrufen, so können die durch die Beschleunigung erfolgten Verformungen so gering sein, daß der im Rohr 32 herrschende Druck noch mit annehmbarer Genauigkeit gemessen wird. Es ist zu beachten, daß Beschleunigungskräfte in einigen Richtungen eine geringere Verformung der Montageflächen 43, 44, 48 und 49 bewirken als solche in anderen Richtungen. Eine gegebene Beschleunigungskraft erzeugt beim gezeigten Beispiel die stärkste Verformung der Montageflächen, wenn sie parallel zur Richtung des Pfeiles 45 gerichtet ist. Wenn die Beschleunigungskraft parallel zur Richtung des Pfeiles 47 gerichtet ist, so werden die Montageflächen weniger verformt. EÜne noch geringere Verformung der Montageflächen tritt auf. wenn die Beschleunigungskraft parallel zjm Pfeil 46 gerichtet ist. Eine Be-,schlcunigung in einer der beiden letzten Richtungen braucht nicht notwendigerweise eine merkbare Verformung einer Montagefläche hervorzurufen, die die Genauigkeit der Druckmessung wesentlich becintrachügen könnte, selbst wenn nur ein einzelner Dehnungsmeßstreifen auf einer einzigen Montagefläche zum Abtasten der Verformungen vorgesehen ist. Es ist sehr wohl möglich, daß die durch den Druck in der Druckdose bewirkte Verformung der Montageflächen erheblieh größer ist als die durch die Beschleunigung des Druck-Meßwertwandlers erzeugte Verformung. In diesem Falle ist ein einzelner Dehnungsmeßstreifen genau genug für die Messung des auf die Druckdose einwirkenden Druckes, auch solange Rahmen und Druckdose beschleunigt werden. Natürlich dürfte ein einzelner Dehnungsmeßstreifen in den seltensten Fällen so genau sein wie zwei richtig angebrachte Dehnungsmeßstreifen.

Wenn nur ein einziger Dehnungsmeßstreifen verwendet wird, so kann er auf jeder der vier gezeigten Montageflächen 43, 44, 48 und 49 angebracht werden. Dieser Dehnungsmeßstreifen kann dann als jeder der vier Brückenwiderstände von F i g. 3 erscheinen. Wird er als R\ geschaltet, so werden die übrigen Widerstände /?2, Ri und Ri der Wheatstoneschen Brücken so gewählt, daß die Brücke abgeglichen ist, wenn in der Druckdose ein Bezugsdruck (etwa Normaldruck) herrscht. Wenn die Montagefläche, auf welcher er angebracht ist, in Abhängigkeit von einer durch die Ausdehnung des Rohres 32 bewirkten Bewegung des Armes 12 verformt wird, so ändert sich der Widerstand des Dehnungsmeßstreifens R\ und zwischen den Punkten 97 und 98 der Wheatstoneschen Brücke 90 liegt eine Spannung an. die in bekannter Weise abgegriffen wird.

Der beschriebene Druck-Meßwertwandler kann zur Messung von Druckänderungen oder zur Messung des absoluten Druckes mit dem üblichen Nullpegel verwendet werden, wobei der Nullpegel entweder der atmosphärische Druck oder das Vakuum ist. Zur Messung des Absolutdrucks muß natürlich das als Spannungsmesser % gezeigte Anzeigegerät in den entsprechenden Einheiten geeicht werden, und es muß ein Null· druck-Bezugspegel hergestellt werden. Dies erfolgi durch bekannte Eicheinrichtungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Meßweriwandler zur Druckmessung mit einem Rahmen, welcher zwei freie Arme aufweist, von denen mindestens einer federnd ausgebildet und mit Dehnungsmeßstreifen versehen ist, wobei die Arme an der Oberfläche eines bei Druckeinwirkung seine Abmessungen verändernden Körpers anliegen, d a durch gekennzeichnet, daß die beiden Arme des Rahmens (28) durch ein Scharnier (30) beweglich verbunden sind und daß eine die beiden beweglichen Arme (12, 14) durchquerende Durchgangsschrauben (36) und eine Mutter (40) vorgesehen sind, durch welche die Arme (12, 14) an den bei Druckeinwirkung seine Abmessung ändernden Körper (32) federnd angedrückt werden.

2. Meßwertwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder beide der Arme (12, 14) an ihrem Endabschnitt eine Erhöhung (16, 22) und/oder eine Vertiefung aufweisen, durch die der bei üruckeinwirkung seine Abmessungen verändernde Körper (32) unverrückbar gehalten wird.