ES2274333T3 - Sensor extensometrico con elementos resistivos y piezo electricos sensibles a la dilatacion. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de registro para el cálculo de una dilatación con bandas de resistencia estructuradas (4), que se pueden aplicar directamente o por medio de un material de soporte (3) del tipo de láminas sobre un material de resorte de medición, caracterizado porque sobre la capa de soporte (3) o el material de resorte de medición, a distancia de las bandas de resistencia estructuradas (4), está aplicada adicionalmente al menos una capa plana (2) de un material piezoeléctrico sensible a la dilatación en un plano con respecto a las bandas de resistencia (4), en el que se aplican electrodos (7, 17), en lugares distanciados en la dirección de dilatación (10), en los que se puede tomar una tensión, que es proporcional a una modificación de la dilatación.

Description

Sensor extensométrico con elementos resistivos y piezoeléctricos sensibles a la dilatación.

La invención se refiere a un dispositivo de registro para la determinación de una dilatación de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 de la patente.

Para medir deformaciones mínimas en cuerpos móviles o en cuerpos que están bajo tensión mecánica, han dado buen resultado los dispositivos de registro sensibles a la dilatación, especialmente aquéllos que están provistos con bandas extensométricas. Éstos posibilitan junto con circuitos de evaluación electrónicos precisos una resolución y una exactitud máximas durante la determinación de fuerzas dinámicas, casi estáticas y estáticas y de estados de tensión.

Tales dispositivos de registro con bandas extensométricas se conocen a partir de Kochsiek, Handbuch des Wägens, 2ª edición 1989, páginas 131 a 134. Allí se publican células de pesaje de acuerdo con el principio de las bandas extensométricas, en las que las bandas extensométricas están colocadas sobre una superficie de resorte de medición. En este caso, las bandas extensométricas están constituidas por una rejilla de medición de un material de resistencia, que se evapora de una manera preferida sobre una capa de soporte del tipo de lámina y entonces la estructura de la rejilla de medición está decapada por ataque químico. Para la medición de la dilatación se encola entonces la capa de soporte sobre un material de resorte de medición, con cuya dilatación se modifica la resistencia de la banda extensométrica de una manera proporcionar a la dilatación. Además de los dispositivos de registro que están constituidos por bandas extensométricas, se conocen también bandas extensométricas de película fina, en las que la tira de resistencia se evapora o bien se pulveriza directamente sobre la superficie asilada del resorte de medición.

Para la determinación de las fuerzas que actúan en el material de resorte y de los estados de tensión se conectan los dispositivos de registro de bandas extensométricas en un puente de Wheatston. A tal fin, estas bandas se proveen con una tensión de alimentación continua o tensión de alimentación de frecuencia portadora permanente. Especialmente durante la supervisión de cargas de edificios, cálculos de la tensión de temblores o en el análisis de la tensión con muchos puntos de medición es necesario un gasto de cableado considerable, que excede con mucho el simple gasto para los dispositivos de registro. Debido a la necesidad de corriente relativamente alta de tales puentes de medición, éstos apenas pueden ser accionados con baterías o acumuladores portátiles, de manera que apenas es posible una alimentación y una transmisión del valor de medición sobre trayectos de radio para tales tareas de supervisión y de medición a largo plazo.

Para la detección de una dilatación o de una fuerza se conocen también dispositivos de registro de recorridos inductivos (Kochsiek, página 128), que pueden ser equipados con bobinas de alta impedancia, con el fin de que se requiera poca energía de alimentación. No obstante, a tal fin debe conectarse el resorte de medición necesario para la detección de la dilatación con el convertidor inductivo en forma de bobinas de inmersión. Pero un dispositivo de este tipo tiene la mayoría de las veces un volumen demasiado grande, de manera que no es adecuado para muchas tareas de medición de la dilatación.

Otra medición casi sin potencia de una dilatación por medio de una célula de pesaje capacitiva sensible al recorrido se conoce a partir de Kochsiek, páginas 128, 129. En este caso, cuando se aplica una fuerza, se modifica la distancia entre dos placas aislantes y se registra y evalúa esta modificación de la capacidad. Como dieléctrico se utiliza en este caso aire, cuya acción de aislamiento es limitada, de manera que para la carga debe conectarse una fuente de tensión permanente con la célula de pesaje capacitiva. Pero a tal fin son necesarias también la mayoría de las veces líneas de alimentación de la tensión o una alimentación de la tensión costosa controlada por batería, que necesita un alto gasto de montaje o de necesidad de
espacio.

Se conocen a partir de Kochsiek, página 137, también células de pesaje piezoeléctricas, con las que se pueden medir dilataciones y fuerzas. A tal fin, se colocan superpuestas al menos dos capas de cuarzo monocristalinas aislantes de alta calidad, en las que una fuerza de actuación provoca sobre los discos una carga proporcional a la fuerza. Los discos están conectados en este caso con electrodos que, en el caso de una actuación de la fuerza, presentan una tensión de marcha en vacío de algunos cientos de voltios, que es estrictamente proporcional a la fuerza. No obstante, esta señal de la tensión se reduce en el caso de una carga estática de acuerdo con una función e, de manera que tales células de pesaje no son adecuadas para tareas de mediciones estáticas.

Se conoce ya a partir del documento US 6.234.032 B1 un dispositivo para la medición de fuerzas, que contiene dos piezas de registro del mismo tipo, que deben provocar una compensación de la histéresis de los dispositivos de registro. En este caso, la primera pieza de registro contiene un elemento piezoeléctrico en forma de paralelogramo, cuya superficie frontal es impulsada con una fuerza y cuya superficie frontal opuesta se apoya sobre una pieza de base estacionaria. En una superficie lateral del elemento piezoeléctrico se aplican adicionalmente todavía cuatro resistencias eléctricas sensibles a la dilatación en circuito en puente, que detectan la dilatación longitudinal del elemento piezoeléctrico, que es proporcional a la fuerza aplicada. Para la compensación de la histéresis del elemento piezoeléctrico se conecta la tensión de salida del primer elemento piezoeléctrico sobre el segundo elemento piezoeléctrico no cargado y se detecta su dilatación longitudinal a través del segundo circuito en puente y se representa como valor de medición. Puesto que tales elementos piezoeléctricos están constituidos por materiales cerámicos, no son adecuados para muchas aplicaciones como sustitución de un material elástico de resorte de medición y tienen un volumen relativamente grande como parte de un dispositivo de registro.

Se conoce a partir del documento US 3.585.415 un componente de semiconductores como dispositivo de registro de la carga de presión, en el que entre las capas de semiconductores de silicio o de germanio está aplicada una capa fina de material piezoeléctrico. En el caso de una carga de presión, la capa piezoeléctrica genera una tensión, que controla la corriente de salida del semiconductor de una manera correspondiente a la carga de presión. Puesto que tales semiconductores con capas piezoeléctricas son muy dependientes de la temperatura, para mediciones exactas de la fuerza o bien debe preverse una temperatura constante o deben preverse circuitos costosos de compensación de la temperatura.

Por lo tanto, la invención tiene el cometido de detectar fuerzas o dilataciones provocadas de esta manera con un dispositivo de registro plano economizador de espacio en superficies de resorte de medición con una necesidad de energía lo más reducida posible y convertirlas en una señal eléctrica.

Este cometido se soluciona a través de las invenciones indicadas en la reivindicación 1 de la patente. Los desarrollos y los ejemplos de realización ventajosos de la invención se indican en las reivindicaciones dependientes.

La invención tiene la ventaja de que a través de la combinación de un elemento de banda extensométrica con un elemento piezoeléctrico sensible a la dilatación se puede limitar una medición de la dilatación al instante de una modificación de la dilatación, lo que requiere también precisamente en el caso de supervisiones a largo plazo solamente poco tiempo de medición y, por lo tanto, una necesidad de energía lo más reducida posible. Tales mediciones de la supervisión se pueden llevar a cabo entonces de una manera preferida también a través de circuitos de alimentación de la batería, de manera que en muchos casos se puede suprimir un cableado costoso.

La invención tiene, además, la ventaja de que a través de la combinación de los dos elementos de registro, se pueden detectar también cargas dinámicas de alta frecuencia, que no se pueden establecer a través de simples dispositivos de registro de bandas extensométricas. A través de la disposición capa por capa de la pieza de registro piezoeléctrica plana junto a las capas de bandas extensométricas es posible también una disposición economizadora de espacio sobre una capa de soporte común o directamente sobre un material de resorte sensible a la dilatación, de manera que con ello se pueden realizar de una manera preferida también las mediciones, que en otro caso se llevan a cabo con simples bandas extensométricas, sin que sea necesaria para ello una alimentación permanente.

En una configuración especial de la invención, está previsto que para la medición de la dilatación se utilicen una capa con una pluralidad de electrodos distanciados o varias capas dispuestas adyacentes de material piezoeléctrico sensible a la dilatación, que posee la ventaja de que con ello se pueden generar de una manera sencilla inmediatamente señales digitales de dilatación. De este modo son innecesarios convertidores de analógico a digital costosos, que pueden falsificar y retrasar la detección de las señales de medición especialmente en el caso de modificaciones de la dilatación de alta frecuencia. Puesto que una medición de la dilatación de este tipo con varias capas piezoeléctricas o distancias entre los electrodos se lleva a cabo casi sin potencia, estas señales de medición se pueden generar de una manera preferida con fuentes de tensión accionadas con batería y especialmente se pueden transmitir de una manera economizadora de energía por medio de trayectos de
radio.

A continuación se explica en detalle la invención con la ayuda de un ejemplo de realización, que se representa en el dibujo. En este caso:

La figura 1 muestra un dispositivo de registro de la dilatación con una rejilla de bandas extensométricas y con una estructura de material piezoeléctrico, y

La figura 2 muestra un circuito amplificador de la carga para una estructura de tres partes de un material piezoeléctrico sensible a la dilatación.

En la figura 1 del dibujo se representa un dispositivo de registro de la dilatación para solicitaciones estacionarias y dinámicas, que está constituido esencialmente por una rejilla de bandas extensométricas 4 y por cuatro bandas paralelas 6 de un material piezoeléctrico sensible a la dilatación 2 con distancias escalonadas entre los electrodos, que están colocadas sobre un material de soporte 3 común.

El material de soporte 3 es una lámina de plástico convencional, como se utiliza para la fabricación de bandas extensométricas de láminas, Sobre la misma se aplica una capa de material de resistencia eléctrica, a partir de la cual está decapada por ataque químico la rejilla de bandas extensométricas 4. En este caso, la rejilla de bandas extensométricas 4 está constituida por dos secciones parciales, entre las cuales están previstas varias bandas o bien capas 6 de material 2 sensible a la dilatación. Las dos partes de la rejilla de medición 4 están conectadas entre sí y se pueden conectar a través de dos puntos de conexión 5 con un circuito de evaluación externo.

Las cuatro bandas longitudinales 6, que están dispuestas en el centro de la lámina de soporte 3, que están constituidas por material piezoeléctrico 2, están constituidas por capas planas 6 de la misma longitud, dispuestas en paralelo adyacentes entre sí, que están encoladas sobre la lámina de soporte 3. Cada una de las capas planas contiene dos electrodos 7, 17, que presentan en cada caso diferentes distancias entre sí. La modificación de la distancia de las diferentes capas 6 es en este caso constante. De una manera preferida, los dos electrodos 7, 17 de la capa más larga 6 están distanciados aproximadamente 5 mm, presentando los electrodos restantes en cada caso unas distancias 0,5 mm más reducidas entre ellos. Pero también es posible fabricar las capas individuales 6 en diferentes longitudes y disponer los electrodos 7, 17 en las zonas extremas, para conseguir distancias similares entre los electrodos.

Las capas planas individuales 6 del material piezoeléctrico 2 pueden presentar también otras formas geométricas y dimensiones, debiendo estar previstos, sin embargo, los electrodos 7, 17 de tal forma que se pueden tomar en ellos, con una dilatación predeterminada, valores de tensión o bien energías escalonados de forma lineal o discreta. En el caso de una capa 6 especialmente homogénea del material piezoeléctrico 2 sensible a la dilatación, es posible también prever solamente una capa 6, que se extiende en la dirección de la dilatación 10, en la que están colocados al menos tres electrodos 7, 17 distanciados a distancias escalonadas de forma lineal o discreta. A distancias correspondientes se pueden tomar entonces también, con una dilatación determinada, al menos dos tensiones de diferente altura, que se pueden asociar a etapas de carga predeterminadas.

Para diferentes casos de aplicación puede ser también ventajoso disponer varias capas piezoeléctricas 6 planas adyacentes entre sí, que disponen en cada caso de al menos tres o de una pluralidad de electrodos 7, 17 escalonados. Por lo tanto, en el caso de capas 6 de diferente longitud o de distancias entre los electrodos de diferente escalonamiento, se pueden tomar señales de diferentes fases de carga, de manera que con un número relativamente pequeño de capas 6 se pueden tomar una pluralidad de fases de carga, con las que se pueden generar señales de carga digitales escalonadas directamente finas.

Cada capa del material piezoeléctrico 2 está constituida e este caso de una manera preferida por varias fibras dispuestas paralelas adyacentes entre sí de a misma longitud, como se conocen a partir del documento DE 198 29 216 C1. En regiones distanciadas de forma diferente, cada capa 6 está conectada en cada caso con un electrodo 7, 17, que lo conduce a través de bandas de conductores 8 a un circuito electrónico plano 9 sobre la lámina de soporte 3. En este caso, sobre la lámina de soporte representada están dispuestas cuatro capas 6 diferentes del material piezoeléctrico con distancias escalonadas entre los electrodos, que generan, con una dilatación longitudinal 10 determinada, diferentes energías o bien tensiones de salida entre los electrodos 7, 17, cuya diferencia es exactamente proporcional a las diferencias longitudinales. El circuito electrónico 9 está constituido por un circuito integrado plano, que está previsto dentro de ocho elementos de contacto 11 dispuestos en forma de 0 y que contiene esencialmente cuatro amplificadores de carga.

En la figura 2 del dibujo se representan de forma esquemática tres amplificadores de carga 12 correspondiente, en los que están conectadas tres bandas o bien capas 6 de material piezoeléctrico 2 con electrodos 7, 17 a diferentes distancias. Las tres capas 6 de material piezoeléctrico 2 están indicadas en este caso de forma esquemática como generadores de impulsos 13 con impulsos de tensión u1, u2, u3 de diferentes tamaños, como aparecen con una dilatación determinada de un material piezoeléctrico 2 con electrodos 7, 17 colocados a diferentes distancias.

Estas tres capas piezoeléctricas 2 están conectadas en cada caso con un componente de amplificación (FET) Q1, Q2, Q3 controlado por la carga. Los componentes de la amplificación Q1, Q2, Q3 están conectados en una batería 14 de poca potencia y ceden en su resistencia de salida R una tensión de salida, que corresponde a lo sumo a la tensión de la batería. Con los mismos componentes de los amplificadores electrónicos de carga 12 y con distancias escalonadas lineales entre los electrodos en las capas piezoeléctricas 2 solamente se generan entonces señales de salida cuando sus impulsos de entrada exceden una tensión de entrada predeterminada. De esta manera, se pueden generar señales de salida de varias fases de la misma altura, que se pueden adaptar a una dilatación de varias fases y de esta manera pueden formar una señal de salida digital de cuatro fases. Esto es posible de la misma manera con una capa homogénea 6 de material piezoeléctrico 2, que dispone de cinco electrodos 7, 17 distanciados.

Pero la invención se puede realizar también con un amplificador de carga 12 de una fase, a través del cual solamente está prevista la conexión en el caso de que se exceda una dilatación o una actuación predeterminada de la fuera, con el fin de activar solamente en este caso la banda extensométrica 1, con lo que se puede mantener educido el consumo de energía. En tal caso, la invención estaría configurada de tal forma que solamente está prevista una banda 6 de material piezoeléctrico 2 sensible a la dilatación con dos electrodos 7, 17 distanciados entre las partes de las bandas extensométricas 4. En este caso, el elemento piezoeléctrico de registro de la dilatación 6 solamente sirve para alimentar la rejilla de bandas extensométricas 4, en el caso de una aplicación establecida de la fuerza, con una tensión de alimentación, con el fin de preparar una medición de corta duración o una medición de larga duración. El dispositivo de registro de la dilatación se puede conectar en este caso con un dispositivo de evaluación externo controlado por programa, que se puede conectar a través de las conexiones de contacto 5, 15. este dispositivo de evaluación electrónico externo podría estar equipado para el procesamiento de las señales de medición o bien con una provisión de la tensión de alimentación por cable o accionada con batería, que alimenta tanto al amplificador de carga 12 como también al circuito de las bandas extensométricas 1.

No obstante, la tensión condicionada por la dilatación en las bandas piezoeléctricas 6 podría estar prevista también directamente para la activación del dispositivo de evaluación externo y para la activación del circuito de alimentación. Especialmente en el caso de supervisión de larga duración de cargas de edificios y de registros de temblores o para el análisis de la tensión en el caso de fenómenos de carga irregulares, se lleva a cabo la medición a través del circuito de bandas extensométricas 1, que solamente se aplica en el caso de que se excedan modificaciones de la dilatación predeterminadas. A tal fin, se podrían prever también dispositivos de evaluación externos alimentados con batería, que solamente se pueden conectar de corta duración y transmitir los valores medidos de la dilatación a través de trayectos de radio a estaciones centrales de evaluación. A tal fin, sería innecesario un cableado, lo que es ventajoso especialmente en el caso de mediciones en lugares múltiples.

A tal fin, el dispositivo de registro de la dilatación con las bandas extensométricas 1 y con al menos un elemento de registro piezoeléctrico 6 con dos electrodos 7, 17 distanciados se puede aplicar en un resorte de medición relevante para la carga o en un componente sensible a la dilatación a registrar. Este dispositivo de registro está conectado entonces a través de sus contactos de conexión 5, 15 con un dispositivo de evaluación externo controlado por programa, que está alimentado de una manera preferida con batería y que transmite los valores de medición registrados a través de una comunicación por radio. Este dispositivo de evaluación externo está configurado en este caso de tal forma que, sin una modificación de la tensión, no suministra una tensión de alimentación a las bandas extensométricas 1 y, por lo tanto, permanece sin energía en la posición de espera. Solamente el amplificador de la carga 12 con su material piezoeléctrico 2 sensible a la dilatación está conectado en este caso en el suministro de la tensión de alimentación 14, pero se puede accionar sin corriente mientras que no entre ninguna modificación de la dilatación de magnitud predeterminada.

En cambio, si se lleva a cabo una dilatación de este tipo, se genera en la capa piezoeléctrica 2 una carga o bien una tensión eléctrica y, en el caso de que se exceda un valor predeterminado, se genera un impulso de corriente en la salida 16 del amplificador de la carga 12. A través de esta señal de medición se conecta desde el dispositivo de evaluación externo controlado por programa la rejilla de bandas extensométricas 4 en su circuito en puente de Wheatston al menos de corta duración en una tensión de alimentación. De esta manera, a través de la dilatación en la rejilla de medición 4 se sintoniza el puente de tal forma que se genera una señal de medición analógica, que es proporcional a la dilatación o bien a la actuación de la fuerza que se genera en el resorte de medición. Esta señal de medición detectada de cota duración es memorizada temporalmente entonces en el dispositivo de evaluación controlado por programa y es transmitida de una manera preferida a través de un trayecto de radio hacia otra estación central de evaluación. En este caso, se lleva a cabo la medición de la dilatación a través de las bandas extensométricas 1 solamente de corta duración y solamente se repite cuando a través de la pieza de registro del elemento piezoeléctrico 6 se detecta de nuevo una modificación de la dilatación de la altura predeterminada. No obstante, se puede llevar a cabo una medición de la dilatación estática y dinámica exacta por medio de la pieza de registro 1 de bandas extensométricas también a intervalos de tiempo predeterminados y adicionalmente en el caso de una modificación de la dilatación dinámica registrada a través del elemento piezoeléctrico 6. De esta manera, son posibles también supervisiones exactas de larga duración, sin garantizar una alimentación permanente del circuito del dispositivo de registro. Tales circuitos son posibles entonces con ahorros de energía también en el funcionamiento con batería, sin que sean necesarios trabajos de cableado
costosos.

No obstante, en el ejemplo de realización representado, están previstas cuatro bandas de elementos piezoeléctricos 6 contactados de forma escalonada, a través de las cuales el dispositivo de registro de la dilatación posibilita una medición exacta estáticas y dinámica de alta frecuencia. Especialmente en el análisis de la tensión en la construcción de aviones se evalúan modificaciones de la dilatación de alta frecuencia amplificadas no siempre se puede detectar con exactitud con la ayuda de rejillas de bandas extensométricas 4. Estas cargas dinámicas se pueden calcular, por lo tanto, con el dispositivo de registro de la dilatación de acuerdo con la invención junto a las cargas estáticas y se pueden evaluar tanto de forma individual como también en común en el marco de un análisis de la tensión. A tal fin, se utiliza la banda piezoeléctrica 6 con la distancia de contacto o dilatación más larga en la dirección de la dilatación 10 en primer lugar para la conexión de la pieza de registro 1 de las bandas extensométricas, como se ha descrito ya anteriormente. Esta pieza de registro piezoeléctrica 6 posee la máxima sensibilidad, puesto que la tensión de partida condicionada por la dilatación del piezoelemento 6 es directamente proporcional a su distancia entre los electrodos 7, 17. Por lo tanto, se predetermina una modificación de la dilatación, que activa una medición de la dilatación con la banda extensométrica 1, que corresponde al menos a la dilatación estática mínima, que debe detectarse.

Puesto que con la pieza de registro piezoeléctrica se pueden detectar modificaciones dinámicas de la carga hasta la región ultrasónica hasta 1 MHz, se calculan de esta manera picos de carga de alta frecuencia amplificados y resultados de daños en la construcción de aviones, que pueden conducir a fatiga del material y, por lo tanto, son evaluados también de una manera especial. A tal fin, son ventajosas las evaluaciones abreviadas que se pueden detectar de una manera rápida, que solamente deben indicar el número de fases de carga de diferente altura. Por lo tanto, en el presente ejemplo de realización se han previsto cuatro elementos de dilatación piezoeléctricos 6, con los que se puede calcular el exceso directo de cuatro límites dinámicos de carga. A tal fin, los dispositivos de registro de la dilatación se pueden aplicar directamente sobre los componentes elásticos de resorte relevantes para la carga y pueden estar conectados con un dispositivo de evaluación externo previsto. En este caso, las longitudes o las distancias entre los electrodos de las capas piezoeléctricas 2 se seleccionan de tal forma que pueden detectar toda la anchura de banda de las dilataciones existentes. El escalonamiento se puede llevar a cabo en este caso de forma lineal, de acuerdo con el cual se selecciona, por ejemplo, una modificación de la longitud de las capas piezoeléctricas 2 o sus distancias entre electrodos de 0,5 mm, de acuerdo con lo cual una modificación constante de la carga conduce a una modificación lineal de la tensión.

Si se conectan las cuatro capas piezoeléctricas 6 con cuatro amplificadores de carga 12 del mismo tipo sobre la capa de soporte plana 3, entonces se obtienen directamente señales digitales de salida, que se puede representar de forma inmediata o se pueden memorizar para ser procesadas posteriormente, En este caso, es especialmente ventajoso que no sólo en el caso de una modificación de la dilatación se pueda medir la dilatación estática con una energía de alimentación reducida, sino que al mismo tiempo se puede calcular, con una aplicación mínima de energía, también la dilatación dinámica de una manera escalonada en su valor absoluto. Especialmente en el caso de análisis de la tensión en la construcción de aviones es importante conocer el número de las diferentes alturas de la carga, que se pueden detectar a través de las cuatro piezas de registro piezoeléctricas 6. Por medio de instalaciones rápidas de recuento se puede llevar a cabo de una manera sencilla también un análisis dinámico de la carga, a través del cual se obtienen resultados de medición que se pueden evaluar rápidamente. En este caso, especialmente la evaluación común de magnitudes estáticas y dinámicas de la carga permite la obtención de una imagen más exacta de toda la carga del material, que se posibilita ya a través del dispositivo de registro de acuerdo con la invención.

En una forma de realización preferida, está previsto proveer las cuatro capas 6 individuales de la misma longitud todavía en cada caso con una pluralidad de electrodos 7, 17 con distancias escalonadas. En este caso, las distancias escalonadas se pueden sintonizar también a fases de carga predeterminadas, de manera que se pueden tomar directamente diferentes señales de salida digitales codificables en los electrodos 7, 17 o en los amplificadores de carga 12. De esta manera, se pueden conseguir entonces resoluciones finamente escalonadas, que posibilitan también una medición digital relativamente exacta de la dilatación o de la fuerza. Con tales dispositivos de registro de la dilatación sobre resortes de medición redeterminados con capas piezoeléctricas 2 hasta 50 mm de longitud se pueden fabricar de esta manera células de pesaje para cargas dinámicas de peso o de fuerza.

Claims (8)

1. Dispositivo de registro para el cálculo de una dilatación con bandas de resistencia estructuradas (4), que se pueden aplicar directamente o por medio de un material de soporte (3) del tipo de láminas sobre un material de resorte de medición, caracterizado porque sobre la capa de soporte (3) o el material de resorte de medición, a distancia de las bandas de resistencia estructuradas (4), está aplicada adicionalmente al menos una capa plana (2) de un material piezoeléctrico sensible a la dilatación en un plano con respecto a las bandas de resistencia (4), en el que se aplican electrodos (7, 17), en lugares distanciados en la dirección de dilatación (10), en los que se puede tomar una tensión, que es proporcional a una modificación de la dilatación.

2. Dispositivo de registro de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las bandas de resistencia están constituidas por dos piezas de rejillas de medición (4), que están conectadas entre sí y entre las cuales está dispuesta al menos una capa (6) de material piezoeléctrico (2).

3. Dispositivo de registro de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la pieza de registro está constituida por el material piezoeléctrico sensible a la dilatación de una capa plana (6) con al menos tres electrodos (7, 17) distanciados en la dirección de la dilatación y/o de varias capas planas (6) dispuestas adyacentes entre sí, en el que las capas individuales presentan geometrías planas o dimensiones diferentes y/o diferentes distancias entre los electrodos en la dirección de dilatación
(10).

4. Dispositivo de registro de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la pieza de registro del material piezoeléctrico (2) está constituida por varias capas planas (6) dispuestas adyacentes entre sí de electrodos (7, 17) de diferente longitud o de la misma longitud, pero colocados a diferente distancia, que están alineados en paralelo en la dirección de dilatación (10) y que proporcionan tensiones de salida escalonadas en el caso de una dilatación determinada.

5. Dispositivo de registro de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las capas (6) individuales están constituidas por fibras dispuestas adyacentes entre sí de material piezoeléctrico (2) de la misma longitud, que están encoladas sobre una lámina de soporte (3) o sobre el material de resorte.

6. Dispositivo de registro de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los electrodos (7, 17) de las distancias y/o capas (6) diferentes del material piezoeléctrico (2) están conectados con un circuito de evaluación electrónico plano (9), que está dispuesto sobre la lámina de soporte (3) y contiene al menos un amplificador electrónico de la carga (12).

7. Dispositivo de registro de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque sobre la lámina de soporte (3) o directamente sobre el material de resorte están dispuestos elementos de conexión aislantes (5, 15), a través de los cuales se pueden conectar las bandas extensométricas (1) y los elementos piezoeléctricos (6) con un dispositivo de evaluación externo.

8. Dispositivo de registro de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los amplificadores de la carga (12) están conectados en el lado de entrada con los diferentes electrodos distanciados (7, 17) y/o capas piezoeléctricas (6) y presentan componentes de amplificación (Q1, Q2, Q3, R) del mismo tipo y emiten en la salida (16) señales digitales de medición, que corresponden a la fase de carga predeterminada.