DE2537403C3 - Kraftmeßelement - Google Patents
KraftmeßelementInfo
- Publication number
- DE2537403C3 DE2537403C3 DE19752537403 DE2537403A DE2537403C3 DE 2537403 C3 DE2537403 C3 DE 2537403C3 DE 19752537403 DE19752537403 DE 19752537403 DE 2537403 A DE2537403 A DE 2537403A DE 2537403 C3 DE2537403 C3 DE 2537403C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- force
- force measuring
- shunt
- measuring element
- electromechanical transducer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 42
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 21
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 claims 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/16—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/26—Auxiliary measures taken, or devices used, in connection with the measurement of force, e.g. for preventing influence of transverse components of force, for preventing overload
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/008—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using piezoelectric devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
Kraftmeßelementen gleichzeitig betrieben wird, ist zu einer problemlosen Auswertung eine einheitliche
Empfindlichkeit (elektrische Größe am Ausgang des Meßverstärkers : mechanische Kraft) nötig. Werden
nämlich in größeren Meßanlagen einzelne Kraftmeßelemente
infolge von Defekten ersetzt, so können Meßfehler von 10% aufgrund des Streubereiches der
Kraftmeßelemente ohne weiteres auftreten, wenn nicht die Meßverstärker entsprechend neu einjustiert werden.
Vor allem auch dann, wenn Kraftmeßelemente mechanisch parallel geschaltet zum Aufbau einer Kraftmeßplattform
verwendet werden, ist es notwendig, die Empfindlichkeit der einzelnen Kraftmeßelemente innerhalb
enger Toleranzen gleich zu halten, damit die Meßplatte an jeder Stelle die gleiche Empfindlichkeit
aufweist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Kraftmeßelemente mit vorgegebener Standardempfindlichkeit
(pC/N bzw. mV/N) zu schaffen, ohne daß die Herstelltoleranzen der einzelnen Bestandteile über das
heute übliche Maß hinaus kostensteigernd eingeengt werden müssen.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß für die Übertragung von Nebenschlußkräften ein
Kraftübertragungselement parallel zum elektromechanischen Wandlerelement vorhanden ist und daß die
Elastizität der NtI enschlußkraf!übertragungselemente
durch nachträgliche Bearbeitung an vorbestimmter Stelle so beeinflußbar ist, daß das Kraftverhältnis
Meßkräfte : Nebenschlußkräfte zwecks Empfindlichkeitsabstimmung veränderbar und einstellbar ist.
Bei erfindungsgemäß aufgebauten Kraftmeßelementen läßt sich in sehr einfacher Weise, nämlich durch
Verändern der Elastizität der Elemente, über die die Nebenkräfte geleitet werden, eine einheitliche Empfindlichkeit
des Kraftmeßelementes erzielen, weil das Verhältnis des das elektromechanische Wandlerelement
belastenden Kraftanteiles zum Nebenschlußkraftanteil und damit zur Gesamtkraft einstellbar ist. Dadurch läßt
sich ohne jegliche Änderung der Herstellungstoleranz und damit praktisch ohne Erhöhung der Herstellungskosten
das Kraftmeßelement auf eine vorgegebene Standardempfindlichkeit einstellen. Weisen aber alle
Geber eine einheitliche Empfindlichkeit auf, dann kann das seither erforderliche Nachjustieren der Meßverstärker
bei Auswechslung von Kraftmeßelementen entfallen, und es können die Geber, ohne daß eine sonstige
Selektion erforderlich wäre, auch zum Aufbau von Kraftmeßplattformen verwendet werden, Jie an jeder
Stelle gleiche Empfindlichkeit aufweisen und deren Meßergebnisse daher ohne übermäßigen Rechenaufwand
für Korrekturen auswertbar sind. Dabei ist es ohne weiteres möglich, die Kraftmeßelemente bei der
Schlußmontage auf eine vorgegebene Einheits-Empfindlichkeit abzustimmen, wobei der Einfachheit halber
die Empfindlichkeit eine genormte Dezimalzahl sein kann, beispielsweise 10pC/N oder 0,5 mV/N od. dgl.
Dabei kann der Streubereich der Empfindlichkeitswerte ohne weiteres auf etwa ± 0,5% gebrach? werden, was
gegenüber den seither üblichen Kraftmeßelementen eine Verbesserung um den Faktor 10 bedeutet. Es lassen
sich daher sowohl Kraftmeßelemente wie auch Meßverstärker wie genormte Einheiten auswechseln, so daß bei
größeren Meßanlagen der Unterhalt der Anlage mit geringeren Kosten möglich und die Betriebssicherheit
erhöht ist.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist bei Vorhandensein eines das elektromechanische
Wandlerelement haltenden elastischen Vorspannelementes dieses zusätzlich zum Nebenschlußkraft-Übertragungselement
angeordnet und so dimensioniert, daß es den Hauptteil der Nebenschlußkräfte aufnimmt.
Dadurch wird erreicht, daß das Vorspannelement, dai
dur^h Spannschrauben ebenso wie durch eine Rohrfeder gebildet sein kann, von der Übertragung der
Nebenschlußkräfte entlastet ist Insbesondere bei Kraftmeßelementen für sehr große Kräfte ist es
ίο zweckmäßig, einen sehr großen proportionalen Anteil
der Gesamtkräfte als Nebenschlußkraft an dem elektromechanischen Wandlerelement und den Vorspannelementen
vorbeizuleiten. Es können dadurch Typenreihen von Kraftmeßelementen für einen sehr
großen Kraftbereich hergestellt werden, bei denen ein gleiches Wandlerelement und Vorspannelement verwendet
und lediglich die Nebenschlußkraft-Übertragungselemente auf die jeweilige maximale Meßkraft
abgestimmt werden.
Bei Ausführungsformen der Erfindung ist bei fertig montiertem Kraftmeßelement das Nebenschiußkraft-Übertragungselement
durch Materialabnahme an vorbestimmter Stelle in seiner Elastizität veränderbar.
Oder es ist, bei anderen Ausführungsformen der Erfindung, bei fertig montiertem Kraftmeßelement das
Nebenschlußkraft-Übertragungselement durch viaterialauftrag an vorbestimmter Stelle in seiner Elastizität
veränderbar. Beide Methoden sind grundsätzlich möglich, und die Entscheidung, welcher der beiden
Methoden der Vorzug zu geben ist, hängt allein von herstellungstechnischen und technologischen Gegebenheiten
des jeweiligen Einzelfalles ab. Die beiden Methoden unterscheiden sich im übrigen nur dadurch,
daß im einen Fall das Nebenschlußkraft-Übertragungselement über- und im anderen Fall unterdimensioniert
ist und durch Materialabnahme bzw. Materialauftrag die zu der gewünschten Normempfindlichkeit führende
richtige Dimensionierung erreicht wird.
Das Nebenschlußkraft-Übertragungselement kann innerhalb des in diesem Falle ringförmig ausgebildeten
elektromechanischen Wandlerelementes angeordnet und rohrförmig gestaltet sein. Zur Abstimmung wird
dann die Bohrung dieses Rohres schrittweise entweder in der Tiefe oder im Durchmesser vergrößert, bis die
gewünschte justierung erzielt ist. Oder es ist gernäß
einer anderen Ausführungsform das Nebenschlußkraft-Übertragungselement ebenfalls rohrförmig ausgebildet
und das elektromechanische Wandlerelement umgebend angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß das
Nebenschlußkraft-Übertragungselement gleichzeitig ein Schutzgehäuse für das elektromechanische
Wandlerelement bildet und das Kraftmeßelement in der Weise einfach justierbar ist, daß die Wanddicke des
Rohrelementes durch Abtragen oder Auftragen verändert wird. Diese Veränderung erfolgt dabei über einen
gewissen axialen Längenbereich hinweg, wobei die Feinjustierung durch Variation von Dicke ebenso wie
durch Variation der Länge des dünneren oder dickeren Bereiches erzielt werden kann. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung hat das Nebenschlußkraft-Übertragungselement die Gestalt einer Scheibe
mit an mindestens einer Stirnseite eingearbeiteter, von Rand und Zentrum der Scheibe einen Abstand
aufweisender Ringnut. Durch Vergrößern oder Ausfül-
(vs len der Ringnut läßt sich in einfacher Weise das
Verhältnis der Nebenschlußkräfte zur Gesamtkraft zum Justieren des Kraftmeßelementes einstellen. Bei der
Justierung durch Materialabnahme kann die Nut sowohl
hinsichtlich ihrer Tiefe als auch ihrer Breite so weit verändert werden, bis der geforderte Empfindlichkeitswert erreicht ist.
Bei Ausführungsformen der Erfindung ist das Nebenschlußkraft-Übertragungselement auch nach
Fertigmontage nach Abnehmen entfernbarer Schutzelemente zugänglich. Beispielsweise ist eine abnehmbare
Schutzhülse vorgesehen, die das das elektromechanische Wandlerelement rohrförmig umgebende Nebenschlußkraft-Übertragungselement
gegen mechanische Fremdbeanspruchung schützt.
Es ist keineswegs zwingend erforderlich, die einzelnen Funktionen, wie Erzeugen der Vorspannung bzw.
Bilden des Kraftnebenschlusses voneinander zu trennen und durch jeweils eigene Beuelemente zu verwirklichen.
Beispielsweise kann ein das elektromechanische Wandlerelement haltende Vorspannelement, wie beispielsweise
eine Rohrfeder, gleichzeitig als in seiner Elastizität durch Bearbeiten veränderbares Nebenschlußkraft-Übertragungselement
ausgebildet sein. Dadurch läßt sich in vielen Fällen eine weitere bauliche Vereinfachung erreichen.
Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnung näher erläutert, in der verschiedene Ausführungsbeispiele
in schematisierter, vereinfachter Darstellung wiedergegeben sind. Es zeigt
F i g. 1 einen Schnitt durch ein Kraftmeßelement mit zentralem, rohrförmigem, abstimmbarem Nebenschlußkraft-Übertragungselement,
F i g. 2 einen Schnitt durch ein Kraftmeßelement mit außenliegendem, rohrförmigem, abstimmbarem Nebenschlußkraft-Übertragungselement,
F i g. 3 einen Schnitt durch ein Kraftmeßelement mit tellerförmigem, abstimmbarem Nebenschlußkraft-Übertragungselement,
F i g. 4 einen Schnitt durch ein Kraft- und Druckmeßelement mit abstimmbarem Nebenschlußkraft-Übertragungselement
mit membran- und ringartiger Gestaltung und
F i g. 5 einen Schnitt durch ein Kraftmeßelement mit abnehmbarer, das abstimmbare Kraftnebenschluß-Übertragungselement
schützender Außenhülse.
Das in F i g. 1 dargestellte Kraftmeßelement umfaßt eine Deckplatte 1, eine Grundplatte 2, ein elektromechanisches
Wandlerelement 3, ein abstimmbares Nebenschlußkraft-Übertragungselement
4, einen äußeren Schutzmantel 5 und einen Steckeranschluß 6. Von einem auf die Deckplatte 1 eingeleiteten Kraftfluß P wird ein
Hauptanteil 7 über das elektromechanische Wandlerelement 3 und ein Nebenfluß 8 über das Nebenschlußkraft-Übertragungselement
4 sowie ein weiterer kleiner Nebenfluß 9 über den Schutzmantel 5 geleitet. Der Schutzmantel 5 kann auch als Vorspannelement
ausgebildet sein. Auf dem Schutzmantel 5 ist der
Steckeranschluß 6 angebracht, über den die elektrische Verbindung mit dem elektromechanischen Wandlerelement 3 erfolgt Durch schrittweises Ausbohren der
Durchgangsbohrung vom Durchmesser D\ auf den Durchmesser Dz auf eine Tiefe t wird die Grobjustierung des fertig montierten Parallelkraftelementes auf
dem Prüfstand begonnen. Die Feinjustierung kann durch geringes Ändern der Bohrtiefe Δ roder aber auch
durch Änderung des Bohrungsdurchmessers Lh erfol
gen. Ebenso können sowohl die Bohrtiefe f als auch der Bohrungsdurchmesser Lh zur Feinjustierung verändert
werden. Durch diese Anpassung der Elastizität des Nebenschlußkraft-Übertragungselementes 4 wird die
Verteilung des gesamten Kraftflusses in einen über das elektromechanische Wandlerelement fließenden Teil
und einen an dem elektromechanischen Wandlerelement vorbeifließenden Teil verändert, wodurch sich die
gewünschte Empfindlichkeitsänderung ergibt. Durch die erwähnte Abtragung wird ein größerer Teil der zu
messenden Kraft P über das elektromechanische Wandiereiement 3 geleitet, wodurch bei gleicher Kraft
der elektrische Ausgangswert erhöht und damit die Empfindlichkeit des Kraftmeßelementes vergrößert
wird.
Bei dem in F i g. 2 dargestellten Kraftmeßelement dient als Krafteinleitung für die Flächenkraft P eine
Deckplatte 21. Eine Grundplatte 22 ist mit einem gleichzeitig als Schutzmantel ausgebildeten Nebenschlußkraft-Übertragungselement
24 fest verbunden. Ein Nebenschlußring 25 dichtet ein elektromechanisches Wandlerelement 23 gegen den Innenraum hin ab.
Ein Anschlußstecker 26 ist in der Mitte versenkt angeordnet. Die Anpassung oder Justierung erfolgt
ebenfalls in fertig montiertem Zustand des Kraftmeßelemenles
auf dem Prüfstand, in dem im mittleren Bereich des Nebenschlußkraft-Übertragungselementes
24 auf einer Breite L schrittweise um Beträge At abgetragen wird, bis der Ausgangswert die gewünschte
Größe, bezogen auf die Kraft P aufweist. Ebenso kann
jedoch auch ein Materialauftrag erfolgen.
Das in F i g. 3 dargestellte Kraftmeßelement umfaßt eine Deckplatte 31, eine Grundplatte 32 und ein
elektromechanisches Wandlerelement 33, dessen Ausgangssignal an einem Stecker 36 abgenommen wird. Die
Grundplatte 32 ist über einen Mantel 37 mit einem die Gestalt einer Scheibe mit stirnseitig eingedrehten
Ringnuten aufweisenden Nebenschlußkraft-Übertragungselement 34 fest verbunden. Ein Vorspannbolzen
35 ist in bekannter Weise mit der Deckplatte 31 einerseits und der Grundplatte 32 andererseits verbunden.
Er bewirkt in bekannter Weise eine gute Linearität im Bereich kleiner Kräfte und des Nullpunktes; soweit
nur bei größeren Kräften gemessen wird und daher auf eine guie Linearität bei kleinen Kräften verzichtet
werden kann, kann der Vorspannbolzen 35 entfallen. Allerdings würde dann die Gefahr bestehen, daß bei
Materialabnahme in einer Nut 38 nicht nur die Empfindlichkeit, sondern zusätzlich auch Linearität und
Hysterese ungünstig beeinfluß werden. Vorteilhafterweise ist daher das abstimmbare Nebenschlußkraft-Übertragungselement
konstruktiv unabhängig von Vorspannelementen. Dadurch läßt sich am einfachsten
und zuverlässigsten die gewünschte Wirkung ohne unerwünschte Nebeneffekte erzielen. Die Abstimmung
erfolgt durch entsprechendes Eindrehen der Nut 38 mit der Breite gleich der halben Differenz der beiden
Durchmesser Eh. und D\ und der Tiefenänderung At,
wodurch wiederum das Verhältnis der zu messenden Kraft zu der das elektromechanische Wandlerelement
durchsetzenden Kraft so verändert wird, bis die vorgeschriebene Empfindlichkeit erreicht ist
Das in F i g. 4 dargestellte KraftmeBelement eignet
sich sowohl zur Kraftmessung als auch zur Druckmessung. Bei Einsatz als KraftmeBelement wird für die
Kräfte Feine vorstehende Krafteinleitfläche 41 benutzt wobei sich das Kraftmeßelement mittels eines Montagegewindes 42 in der Vorrichtung oder Maschine, in der
gemessen wird, abstützt Bei Verwendung zur Druckmessung in einem flüssigen oder gasförmigen Medium
wirkt der Mediumdruck ρ sowohl auf die Einleitfläche 41 als auch auf eine Zylinderfläche 47 bis zu einer
Dichtung 50. Das elektromechanische Wandlerelement
43 ist in einer elastischen Hülse 48 (Rohrfeder) unter axialer Vorspannung eingebaut. Sowohl die Hülse 48
wie auch ein Abstützring 49, der als Nebenschlußkraft-Übertragungselement dient, sind mit einem Körper 51
in bekannter Weise dicht verbunden. Im Nebenkraftfluß liegt ferner ein Teiierkörper 44. Die Beeinflussung der
Empfindlichkeit des Kraftmeßelementes kann entweder entlang einer scheibenförmigen Anordnung 46 durch
Einstiche verschiedener Tiefe At oder durch eine zylindrische Anordnung 45 durch Einstiche verschiedener
Breite Ab vorgenommen sein. Ebenso ist es möglich, beide Einstiche in Kombination vorzusehen.
Das in Fig.5 dargestellte Kraftmeßelement ist mit
einer abnehmbaren Schutzhülse 54 versehen, wodurch ein Nebenschlußkraft-Übertragungselement 55 zur
Abstimmung zugänglich wird. Demontage und Remontage der Schutzhülse 54 können problemlos am fertig
montierten Kraftmeßelement vorgenommen werden.
Zur Montage in einer Meßvorrichtung oder einer Maschine ist das Kraftmeßelement mit einem Flansch
52 ausgerüstet. Ein Körper 51 des Kraftmeßelementes ist mit einem Gewinde 53 versehen, auf das die
Schutzhülse 54 aufgeschraubt wird. Gemäß der Darstellung ist ein elektromechanisches Wandlerelement
56 rohrförmig ausgeführt; es kann jedoch auch jede andere bekannte Gestalt aufweisen. Das Nebenschlußkraft-Übertragungselement
55 ist Teil der Rohrwand, die mit dem Körper 51 und mit einem Frontteil 57
fest verbunden ist.
Als elektromechanisches Wandlerelement können alle eingangs genannten Systeme verwendet werden.
Besonders vorteilhaft ist jedoch in Verbindung mit dem durch nachträgliche Bearbeitung anpaßbaren Nebenschlußkraftelement
die Verwendung von Piezokristallen als Wandlerelement.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Kraftmeßelement, das Kraftmeßeinieitelemente
umfaßt, zwischen denen sich der eigentliche elektromechanische Wandler befindet, und das
durch nachträgliche Bearbeitung an vorbestimmter Stelle abstimmbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß für die Übertragung von Nebenschlußkräften ein Kraft-Übertragungselement (4;
24, 34; 44; 55) parallel zum elektromechanischen Wandlerelement (3; 23; 33; 43; 56) vorhanden ist und
daß die Elastizität des Nebenschluß-Übertragungselementes (4; 24; 34; 44; 55) durch nachträgliche
Bearbeitung an vorbestimmter Stelle so beeinflußbar ist, daß das Kraftverhältnis Meßkräfte : Nebenschlußkräfte
zwecks Empfindlichkeitsabstimmung veränderbar und einstellbar ist.
2. Kraftmeßelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein eines das
elektromechanische Wandlerelement (3; 23; 43) haltenden elastischen Vorspannelementes (5; 25; 35;
48) dieses zusätzlich zum Nebenschlußkraft-Übertragungselement (4; 24; 44, 46) angeordnet und so
dimensioniert ist, daß es den Hauptteil der Nebenschlußkräfte aufnimmt.
3. Kraftmeßelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei fertig montiertem
Kraftmeßelement das Nebenschlußkraft-Übertragungselement (4; 24; 34; 44; 55) durch Materialabnahme
an vorbestimmter Stelle in seiner Elastizität veränderbar ist.
4. Kraftmeßelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei fertig montiertem
Kraftmeßelement das Nebenschlußkraft-Übertragungselement durch Materialauftrag an vorbestimmter
Stelle in seiner Elastizität veränderbar ist.
5. Kraftmeßelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Nebenschlußkraft-Übertragungselement (4) rohrförmig ausgebildet und innerhalb des ringförmig
elektromechanischen Wandlerelementes (3) angeordnet ist.
6. Kraftmeßelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Nebenschlußkraft-Überttagungselement
(24; 44; 55) rohrförmig ausgebilde· ist und das elektromechanische
Wandierelement (23; 43;56) umgibt.
7. Kraftmeßelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Nebenschlußkraft-Übertragungselement
(34; 44) die Gestalt einer Scheibe mit an mindestens einer Stirnseite eingearbeiteter, von Rand und Zentrum der Scheibe
einen Abstand aufweisender Ringnut (38) hat.
8. Kraftmeßelement nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Nebenschlußkraft-Übertragungselement
(44, 45, 46) sowohl einen scheibenförmigen als auch einen rohrförmigen Teil umfaßt.
9. Kraftmeßelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
entfernbare Schutzelemente (54) vorgesehen sind, nach deren Abnehmen das Nebenschlußkraft-Übertragungselement
(55) auch nach Fertigmontage zugänglich ist.
Die Erfindung betrifft ein Kraftmeßelement, das
Kraftmeßeinleitelemente umfaßt, zwischen denen sich der eigentliche elektromechanische Wandler befindet
und das durch nachträgliche Bearbeitung an vorbestimmter Stelle abstimmbar ist.
Ein bekanntes derartiges Kraftmeßelement (DE-AS 16 98 140) umfaßt ein elektromechanisches Wandlerelement
aus einem piezoelektrischen Kristallsatz, der in einem Rohr isoliert untergebracht ist und der durch das
ίο mechanisch vorgespannte Rohr zwischen dem Rohrboden
und einem Einsatzkörper eingespannt ist, an dem das dem Rohrboden abgewandte Ende des Rohres
befestigt, insbesondere angeschweißt ist Der Einsatzkörper und der Rohrboden dienen als Kraftmeßeinleitelemente,
die die zu messende Kraft oder auch einen zu messenden Druck auf das elektromechanische Wandlerelement
übertragen. Der Rohrboden oder — bei als Druckmeßelement ausgebildetem Kraftmeßelement —
eine den Rohrboden überspannende Membran sind mit einem Materialansatz versehen, der durch Bearbeiten
abnehmbar ist. Dieser Materialansatz dient der Abstimmung einer Schwingungskompensationsmasse
zum Abgleich der Anordnung auf Beschleunigungsunempfindiichkeit. Bei dem bekannten Meßelement
besteht der Kristallsatz aus zwei Gruppen, zwischen denen eine Kompensationsmasse angebracht ist, die
zusammen mit der nachträglich bearbeitbaren Masse ein schwingungsfähiges System bildet, das durch
Abarbeiten der angegebenen Masse so abstimmbar ist, daß bei Beschleunigungen kein Fehlersignal abgegeben
wird.
Als elektromechanische Wandlerelemente sind bei handelsüblichen Kraftmeßelementen entweder piezoelektrische
Kristalle, mit Halbleiterkristallen oder Dehnungsmeßstreifen bestückte Verformungskörper
sowie elektromechanische Wandlersysteme (Differentialtransformatoren) mit an Verformungskörper angeschlossenen
Kernen bekannt. Im allgemeinen wird nicht die gesamte Kraft über das elektromechanische
Wandlerelement geleitet, sondern es fließt ein Teil der Kraft am Wandlerelement vorbei. Diese Kraftnebenschlüsse
sind im allgemeinen durch Halterungen bedingt, zwischen denen sich das elektromechanische
Wandlerelement befindet, beispielsweise die bei dem bekannten Kraftmeßelement vorhandene Rohrfeder,
die gleichzeitig die Vorspannung liefert, damit das Kraftmeßelement gleichmäßig sowohl auf Zug- wie
auch auf Druckkräfte anspricht Ein Kraftnebenanschluß ist auch häufig durch die Anordnung umgebende
Gehäuse gebildet.
Grundsätzlich lassen sich die Wandlerelemente nicht mit beliebig kleinen Toleranzen herstellen, wenn nicht
der Herstellungsaufwand zu groß werden soll. Die Empfindlichkeit eines Kraftmeßelementes, also das
Verhältnis von abgegebenem elektrischen Wert zu aufgebrachter mechanischer Kraft, schwankt im allgemeinen
innerhalb eines Bandes von üblicherweise ± 5%. Derartige Schwankungsbreiten können jedoch bei den
meisten Meßaufgaben nicht in Kauf genommen werden, weshalb es erforderlich ist, den einem solchen
Kraftmeßelement zugeordneten Meßverstärker hinsichtlich seines Verstärkungsgrades so einzustellen, daß
am Ausgang ein vorgegebener Normwert des Verhältnisses elektrische Größe : mechanische Kraft erhalten
wird. Dies ist deshalb erforderlich, um Meßergebnisse, die mit verschiedenen Kraftmeßelementen erhalten
wurden, ohne weiteres miteinander vergleichbar zu machen. Insbesondere, wenn eine größere Zahl von
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH1257674A CH569961A5 (de) | 1974-09-17 | 1974-09-17 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2537403A1 DE2537403A1 (de) | 1976-04-08 |
DE2537403B2 DE2537403B2 (de) | 1977-07-14 |
DE2537403C3 true DE2537403C3 (de) | 1978-03-16 |
Family
ID=4384332
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752537403 Expired DE2537403C3 (de) | 1974-09-17 | 1975-08-22 | Kraftmeßelement |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
AT (1) | AT342338B (de) |
CH (1) | CH569961A5 (de) |
DE (1) | DE2537403C3 (de) |
DK (1) | DK407375A (de) |
FR (1) | FR2285603A1 (de) |
GB (1) | GB1496919A (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0342253B1 (de) * | 1988-05-18 | 1993-01-13 | Kistler Instrumente AG | Kraftaufnehmer zum Einbau in Messplattformen |
FR2648559B1 (fr) * | 1989-06-16 | 1994-05-20 | Hamburger Nicolas | Dispositif de mesure de force, au moyen de jauges extensometriques sollicitees normalement a leur surface |
AT505303B8 (de) * | 2007-08-02 | 2009-03-15 | Piezocryst Advanced Sensorics | Kraftsensor |
-
1974
- 1974-09-17 CH CH1257674A patent/CH569961A5/xx not_active IP Right Cessation
-
1975
- 1975-08-20 GB GB3454275A patent/GB1496919A/en not_active Expired
- 1975-08-22 DE DE19752537403 patent/DE2537403C3/de not_active Expired
- 1975-08-26 AT AT659275A patent/AT342338B/de not_active IP Right Cessation
- 1975-09-12 DK DK407375A patent/DK407375A/da unknown
- 1975-09-12 FR FR7528040A patent/FR2285603A1/fr active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATA659275A (de) | 1977-07-15 |
FR2285603A1 (fr) | 1976-04-16 |
CH569961A5 (de) | 1975-11-28 |
DE2537403B2 (de) | 1977-07-14 |
FR2285603B1 (de) | 1978-03-17 |
DE2537403A1 (de) | 1976-04-08 |
DK407375A (da) | 1976-03-18 |
AT342338B (de) | 1978-03-28 |
GB1496919A (en) | 1978-01-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102014119485A1 (de) | Vorrichtung zur Durchführung eines Biegeversuchs | |
EP2636990B1 (de) | Messkörper einer pneumatischen Messvorrichtung | |
DE2855746C3 (de) | Piezoelektrischer Dehnungsaufnehmer | |
DE2519727A1 (de) | Justierbare messvorrichtung, insbesondere waage | |
CH680576A5 (de) | ||
DE10217284B4 (de) | Vorrichtung zur Kontrolle von Schraubverbindungen | |
EP3762680A1 (de) | Messen von mechanischen veränderungen | |
DE2537403C3 (de) | Kraftmeßelement | |
DE3241850C2 (de) | Kraftmeßvorrichtung | |
DE2753549C2 (de) | Überlastsicherung für eine Kraftmeßeinrichtung | |
DE1808354A1 (de) | Pneumatische Mikrometer-Messlehre | |
DE69727964T2 (de) | Messapparat zur prüfung der linearen dimension von mechanischen teilen und zugehöriges herstellverfahren | |
DE3104379A1 (de) | Druckmesser mit elektro-mechanischem wandler | |
EP2720021B1 (de) | Kraftmesseinrichtung | |
DE4201159A1 (de) | Ventil | |
DE3036979C2 (de) | Vorrichtung zur reibungsschlüssigen Befestigung einer Nabe auf einer Welle | |
AT507198B1 (de) | Kraftmessring mit einem ringförmigen gehäuse | |
DE3119806A1 (de) | Messwertaufnehmer zur erfassung von zug- und/oder druckkraeften | |
DE3705471A1 (de) | Kraftmessgeraet | |
CH424312A (de) | Beschleunigungskompensierter piezoelektrischer Messwandler | |
DE1573417A1 (de) | Messwertaufnehmer | |
DE19845341C2 (de) | Verfahren zur Fertigung eines in einem Kraftsensor zur Messung von Kräften eingesetzten Federkörpers | |
DE102006001757B3 (de) | Messsystem | |
DE3016348A1 (de) | Kraftmessverfahren | |
DE4227764A1 (de) | Sensor zum Erfassen mechanischer Belastungen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |