DE2933676A1 - Verfahren zur justierung von messwertaufnehmern mit dehnungsmessstreifen und dehnungsmessstreifen zur durchfuehrung des verfahrens. - Google Patents

Verfahren zur justierung von messwertaufnehmern mit dehnungsmessstreifen und dehnungsmessstreifen zur durchfuehrung des verfahrens.

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Description

11.82 D
Verfahren zur Justierung von Meßwertaufnehmern mit Dehnungsmeßstreifen und Dehnungsmeßstreifen zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur 3ustierung von Meßwertaufnehmern, insbesondere Kraftaufnehmern, mit mindestens einem auf einem Federkörper applizierten Dehnungsmeßstreifen durch Aktivieren weiterer Dehnungsmeßstreifenteile und auf zur Durchführung des Verfahrens geeignete Dehnungsmeßstreifen .
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der DE-PS 2o 49 820 bekannt. Insbesondere aus der Fig. 4 und der dazugehörigen Beschreibung ergibt sich, daß zur Justierung des Kriechens eines oben genannten Meßwertaufnehmers weitere kriechkompensierende Gitterumkehrungen des Dehnungsmeßstreifens durch Verbinden mit entsprechenden Anschlüssen dieses Dehnungsmeßstreifens aktiviert werden können.
Weiterhin ist in der DE-OS ... (Aktenzeichen P 29 16 427.0-521 ein Meßwertaufnehmer mit einer darauf applizierten Dehnungsmeßstreifenanordnung dadurch hinsititlich des Kriechens, des Widerstandes und von Torsionsfehlern abzugleichen, daP weitere mit der Dehnungsmeßstreifenanordnung verbundene Dehnungsmeßstreifenteile durch Auftrennen von diese Teile kurzschließenden Leiterbahnen aktiviert werden.
Weiterhin ist es allgemeiner Stand der Technik, daß bei Meßwertaufnehmern mit mindestens einem auf einen Federkörper applizierten Dehnungsmeßstreifen, insbesondere bei Kraftaufnehmern, durch eine nicht-ideale Krafteinleitung Fehler entstehen. Das rührt daher, daß Verlagerungen des Kraftangriffspunktes den Verformungsmechanismus des Federkörpers in schwer kontrollierbare Weise beeinflussen. So rufen z.B. schon geringe
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Exzentritäten des Kraftangriffspunktes bei einem axial belasteten zylindrischen Meßstab beachtliche Biegemomente in diesem hervor mit entsprechend komplexem Verformungsverhalten. Fehlbelastungen können aber auch dadurch entstehen, daß neben der Kraft in der eigentlichen Meßrichtung zusätzliche Kraftkomponenten auf den Aufnehmer wirken, die ebenfalls zusätzliche Beanspruchungen im Federkörper des Aufnehmers hervorrufen. Theoretisch werden diese Fehler auf Grund von Mehrfachanordnungen der DehnungsmeBstreifen auf dem Federkörper und geeigneter Zusammenschaltung in einer Wheatstoneschen Brücke kompensiert. Es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, daß diese theoretische Kompensation nie vollständig zu erreichen ist, so daB Fehlbelastungsfehler immer in gewissem Umfang in Kauf genommen werden müssen. Um sie so klein wie möglich zu halten, bemüht man sich auch, Fehlbelastungen nach Möglichkeit zu vermeiden, z.B. durch sorgfältige Ausgestaltung der Krafteinleitung in den Federkörper des Aufnehmers. Dem sind jedoch physikalisch wie wirtschaftlich Grenzen gesetzt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Vafahren zur Justierung von Meßwertaufnehmern mit Dehnungsmeßstreifen zu entwickeln, bei dem die Empfindlichkeit des Meßwertaufnehmers gegenüber einer nicht-idealen Krafteinleitung herabgesetzt ist, sowie die Entwicklung für die Durchführung dieses Verfahrens geeigneter Dehnungsmeßstreifen.
Voraussetzung für die Lösung dieser Aufgabe ist die Erkenntnis, daß die theoretische Kompensation der Fehler durch Mehrfachanordnung der Dehnungsmeßstreifen nur dann'gegeben ist, wenn die Geometrie des Federkörpers und der Dehnungsmeßstreifenanordnung absolut symmetrisch zur Krafteinleitung verläuft. Diese Symmetrie ist aus vielfältigen Gründen nie vollständig zu erreichen, beispielsweise kann man Dehnungsmeßstreifen nicht beliebig genau plazieren, so daß die genannten Fehler immer in gewissem Umfang in Kauf genommen werden müssen. Voraussetzung für die Lösung der Aufgabe ist es also. Maßnahmen zur Erhöhung der inneren Symmetrie des Aufnehmers durchzuführen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Mittelpunkt der Gittergeometrie des wirksamen Teils des Dehnungsmeßstreifens gegenüber dem Federkörper um vorgegebene Beträge \bcschoben wird. Besonders einfach ist das Justieren, wenn diese Verschiebung in Längs- und Querrichtung des Dehnungsmeßstreifens erfolgen kann. Zur Durchführung dieses Verfahrens ist ein Dehnungsmeßstreifen geeignet, der mit weiteren mit dem Dehnungsmeßstreifen verbundenen und aktivierbaren Dehnungsmeßstreifenteilen derart versehen ist, daß diese zum Dehnungsmeßstreifen in Dehnungsrichtung versetzt angeordnet sind. Besonders einfach gestaltet sich die Durchführung des Verfahrens, wenn die Dehnungsmeßstreifenteile zum Dehnungsmeßstreifen in Dehnungsrichtung und quer zur Dehnungsrichtung versetzt angeordnet sind. Eine fein justierbare Form des Dehnungsmeßstreifens ist dadurch ausgezeichnet, daß die aktivierbaren Dehnungsmeßstreifenteile als quer zu den Außenrändern des Dehnungsmeßstreifens verlaufende, etwa U-förmige Anordnungen ausgeführt sind. Die mögliche Verschiebung des Mittelpunkts der Gittergeonetrie gestaltet sich bei diesem Dehnungsmeßstreifen dann besonders groß, wenn die IJ-förmigen Teile mäanderförmig ausgebildet sind und die Außenränder des Dehnungsmeßstreifens etwa in der Mitte des Mäanders verlaufen.
Die Figuren zeigen schematisch mögliche Ausführungsformen von für die Durchführung des Verfahrens geeigneten Dehnungsmeßstreifen, wobei das Verfahren an Hand der Figuren besprochen wird. Es zeigen:
Fig. 1 einen Dehnungsmeßstreifen, dessen Mittelpunkt
der Gittergeometrie in Dehnungsrichtung verschoben werden kann
Fig. 2 einen Dehnungsmeßstreifen, dessen Mittelpunkt
der Gittergeometrie in Dehnungsrichtung und quer zur Dehnungsrichtung verschoben werden kann.
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Fig. 3 einen Dehnungsmeßstreifen mit quer zu den
Außenrändern verlaufenden etwa U-förmigen aktivierbaren Dehnungsmeßstreifenteilen
Fig. 4 einen Dehnungsmeßstreifen, bei dem die
IJ-förmigen Anordnungen mäanderförmig ausgebildet sind und die Außenränder des Dehnungsmeßstreifens etwa in der Mitte des Mäanders verlaufen.
Fig. 1 zeigt einen Dehnungsmeßstreifen 1 zwischen den Anschlußpunkten 2 und 3. Mit dem Dehnungsmeßstreifen 1 sind Zusatzdehnungsmeßstreifen 6 und 7 verbunden, die in den Anschlußpunkten 4 und 5 enden. Diese Zusatzdehnungsmeßstreifen sind in Längsrichtung gegen den Dehnungsmeßstreifen 1 verschoben, sie ragen also in Längsrichtung über den für die eigentliche Messung bestimmten Dehnungsmeßstreifen 1 hinaus. Normalerweise werden die äußeren Anschlüsse an den Anschlußpunkten 2 und 3 angelötet. Zeigt sich nun, daß der Meßwertaufnehmer in Längsrichtung asymmetrisch ist und die innere Symmetrie durch eine Verschiebung des Mittelpunktes der Gittergeometrie in Längsrichtung - z.B. nach"unten" in Fig. 1 - erhöht würde, werden die Zusatzdehnungsmeßstreifen 6 und 7 aktiviert, und zwar durch Umschalten bzw. Urnlöten der äußeren Anschlüsse des Dehnungsmeßstreifens auf die Anschlußpunkte 4 und 5. Durch diese Aktivierung der Zusatzdehnungsmeßstreifen wird der Mittelpunkt des Meßgitters z.B. nach "unten" verschoben, die innere Symmetrie des Meßwertaufnehmers in Bezug auf die Krafteinleitung erhöht und somit die Empfindlichkeit gegenüber einer nicht-idealen Krafteinleitung herabgesetzt. Selbstverständlich können die Zusatzdehnungsmeßstreifen 6 und 7 relativ viele Umkehrstellen und mehrere zusätzliche Anschlußpunkte haben, so daß durch die Auswahl der geeigneten Anschlußpunkte der Mittelpunkt der Gittergeometrie stufenweise um vorgegebene Beträge verschoben werden kann.
Fig. 2 zeigt eine der Fig.1 sehr ähnliche Ausführungsform der Erfindung, bei der jedoch der Mittelpunkt der Gittergeometrie
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in Längs- und Querrichtung verschoben werden kann. Wiederum sind einem Dehnungsmeßstreifen 1 zwei ZusatzdehnungsmeBstreifen 6 und 7 zugeordnet, bei deren Aktivierung eine Verschiebung des Mittelpunkts der Gittergeometrie in Längsrichtung des Dehnungsmeßstreifens erfolgt; bei Aktivierung der Anschlußpunkte 2, 3 bzw. 4, 5 ergibt sich kein Unterschied gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1. Weitere, zwischen dem Dehnungsmeßstreifen 1 und dem Zusatzdehnungsmeßstreifen 6 und 7 befindliche Zusatzdehnungsmeßstreifen 8 und 9 sind jedoch in Querrichtung zur Dehnung gegenüber dem Dehningsmeßstreifen 1 verschoben. Sie können durch Verbinden der Anschlußpunkte 10 und 11 mit den äußeren Anschlüssen des Dehnungsmeßstreifens aktiviert werden. Sind die Anschlußpunkte 3 und 11 angeschlossen, wird der Zusatzdehnungsmeßstreifen 9 aktiviert, der Mittelpunkt der Gittergeometrie wird quer zur Dehnungsrichtung nach "rechts" verschoben. Ein Anschluß der Anschlußpunkte 2 und 4 dag^en bringt beispielsweise eine Mittelpunktverschiebung nach "links unten". In gewissen Grenzen ist eine Querverschiebung des Mittelpunkts der Gittergeometrie auch in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform möglich, wobei jedoch keine reine Querverschiebung möglich ist, sondern nur eine kombinierte Verschiebung beispielsweise durch Aktivierung lediglich des Dehnungsmeßstreifens 1 und des Zusatzdehnungsmeßstreifens 7 durch Verbinden der Anschlußpunkte 3 und 5 mit den äußeren Anschlüssen. In diesem Fall erfolgt eine Verschiebung nach "rechts unten".
Weiterhin wird als erfindungswesentlich angesehen die Verwendung eines Dehnungsmeßstreifens gemäß der Fig. 4 der DE-PS 20 49 820 zur Verschiebung des Mittelpunkts der Gittergeometrie des wirksamen Teils des Dehnurgsmeßstreifens gegenüber dem Federkörper um vorgegebene Beträge. Werden dort beispielsweise der rechte äußere und der linke äußere Anschlußpunkt mit den äußeren Zuleitungen verbunden, so bleibt der Mittelpunkt der Gittergsometrie unverändert, während er bei Anschluß des rechten äußeren und mittleren linken Anschlußpunktes nach rechts verschoben wird.
B ORIGINAL INSPECTED
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Fig. 3 zeigt eine Ausführung, bei der am Dehnungsmeßstreifen aktivierbare DehnungsmeBstreifenteile 12 quer zu den Außenrändern des Dehnungsmeßstreifens 1 U-förmig ausgeführt sind. Durch Auftrennen des Dehnirgsmeßstreifens 1 an den Stellen werden die Dehnungsmeßstreifenteile 12a aktiviert, so daß der Mittelpunkt der Gittergeometrie nach "links" verschoben wird. In ähnlicher Weise werden durch Auftrennen des Dehnungsmeßstreifens 1 an den Stellen 14 die DehnungsmeBstreifenteile 12c aktiviert, der Mittelpunkt wird nach "unten" verschoben. Auftrennen der Stellen 15 ergibt Aktivierung der DehnungsmeBstreifenteile 12b, es erfolgt eine Verschiebung nach "rechts" Auftrennen der Stellen ergibt über die Aktivierung der Dehnungsmeßstreifenteile 12d eine Verschiebung nach "oben".
Die DehnungsmeßsteifenteiIe 12 sind hier etwa als die drei Seiten eines Quadrats ausgeführt worden, selbstverständlich können sie jedoch abgerundet sein, ebenso ist es je nach dem Dehnungszustand der Meßfeder eventuell günstiger, die Dehnungsmeßstreifenteile 12 trapezförmig oder sägezahnförmig auszubilden .
Auf den genauen Ort der U-förmigen DehnungsmeBstreifenteile 12 an der Gittergeometrie kommt es bei Verwirklichung der erfindungsgemäßen Lehre nicht entscheidend an. Beispielsweise sei daher in Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Ausführung Cbis auf die Dehnungsmeßstreifenteile 12c und 12d) gezeigt, bei der die U-förmigen Dehnungsmeßstreifenteile mäanderförmig ausgebildet sind, wobei die äußeren Einzelstreifen des Dehnungsmeßstreifens etwa die Mittellinie des Mäanders bilden. Ein Auftrennen der Stellen 13 ergibt wiederum eine Verschiebung nach "links", ein Auftrennen der Stellen 15 eine Verschiebung nach "rechts". Bei diesem Ausführungsbeispiel sind entweder größere Verschiebungen möglich oder eine feinere Abstufung der Verschiebungen, da mehr U-förmige DehnungsmeBstreifenteile 12 am Dehnungsmeßstreifen 1 untergebracht werden konnten.
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Claims (1)

1. Verfahren zur Justierung; von Meßwerfeufnehmern, insbesondere <ra-Ftaufnehmern, mit minriestena einem auf einem Federkörpar applizierten Dehnungsmeßstreifen durch Aktivieren weiterer DehnunEtsmsßstreifenteile, dadurch gekennzeichnet, da3 der Mittelpunkt der Gittargeometrie des wirksamen Teils des OshnungsmeBstreifens gegenüber dem Federkörper um vorgegebene Beträge verschoben wird.
2. Verfahren nach Ansoruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung in Lt^s- und Querrichtung des
strsifans erfolgt.
sm-s^strsifen zur Durchführunj? des Verfahrens nach h 1 nit vieitsren mit dem HehnunPsmeBstreifen verbundenen und aktivierbaren Dehnuncrsne^strei^enteilen, da~ "iursh ^eksnnzeichnat, daß diese zum Hehnunpsmeßstreif en (1) in Tehnunosrichtun? versetzt angeordnet sind.
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= ίΓ-ί"· zur HurchfHhruT7 :''.·'; Verfahrens Π3ο'" 1 oclsr ■'·.ηtt _->■ ι ·^s 2 ^it weit^r^n zi\t dem Dehnung-:;-
t:. "'l-π, dadurc1^ ^''"inziichnst, dal di^.*? zum ■:ilraif9n (1) in Hi1^' jr. :<·" richtung und ruT." zur ri^'^^-jnp versetzt; 5f^'nrdn=t sind.
5. Ti^-n'jn^srno^strei-P=1·". zur lurchführun°: d°s '.'erfahrens nnoh i'-iprjc1! 1 od^r Anr-r"'.icK 2 mit weitsnn ^ifc den Dehnun^fjr-s^strei-^n V5rbund = °?n aktivierbar°n nshnungsmeBstreiFsnt £? i 19 η, dadurch ?g'<3r.nz3ichnet, daß diase als quer zu dsn AuBqnrändern des Ds^nun^smgSstreifens (1) verlaufende, etwa ;J-förr"ig8 Anordnungen (12) ausgeführt sind.
S. Oehnungsmeßstreifen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daB die U-förnnigen Anordnungen (12) mäanderförmip; ausgebildet sind und die Außenränder des DqhnungsmeBstreifens (1) etwa in der i*ittg des Mäanders verlaufen.
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BAD ORIGINAL
DE2933676A 1979-08-20 1979-08-20 Verfahren zur Justierung von Meßwertumformern mit Dehnungsmeßstreifen und Dehnungsmeßstreifen zur Durchführung des Verfahrens. Expired DE2933676C2 (de)

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