147841. lajstromszámú szabadalom • Elektromosan működő erő (súly) érzékelő berendezés, mely a maximális terhelés kis töredékét fokozott pontossággal jelzi

Megjelent 1960. november 30-án ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 147.841. SZÁM 42. k. 1—7. OSZTÁLY — SO—647. ALAPSZÁM Elektromosan működő erő (súly) érzékelő berendezés, mely a maximális terhelés kis töredékét fokozott pontossággal jelzi Sors László gépészmérnök, Budapest A bejelentés napja: 1959. március 11. Erők, súlyok elektromos úton való mérésére gyakran magneto-elasztikus, vagy nyúlásmérő bélyeges érzékelő szerveket használnak. Az érzékelés lényege — amint ismeretes — abból áll, hogy az említett kétféle érzékelő szerv mágneses, vagy elektromos tulajdonsága (az előbbinél a permeabilitás, az utóbbinál az ellenállás), az erő (terhelés, súly) hatására megváltozik. Ez a változás arányos a terhelés következtében keletkező belső feszültséggel, ill. az ennek megfelelő, legtöbbször csak néhány ezred mm-t kitevő hosszváltozással. Ez a körülmény azonban egyben azt is jelenti, hogy a méréshatár kis töredékét, pl. 1/10-ed részét, — miután a leolvasás pontossága állandónak tekinthető, — csak aránylag nagy hibaszázalékkal lehet mérni. Márpedig, miután az érzékelő szerveket üzembiztonsági okokból az előfordulható legnagyobb terhelésre, vagy még ennél is valamivel nagyobb terhelésre kell méretezni, az említett berendezések a maximális terhelés kis töredékének mérésére nem alkalmasak. Ezen a körülményen kíván jelen találmány segíteni olyképp, hogy egyetlen érzékelő — hoszszát változtató — elem helyett többet alkalmaz úgy elrendezve, hogy azok fokozatosan, egymás után kezdjenek részt venni a teherviselésben. Az 1. ábrán a találmány szerinti, inkább húzó erők érzékelésére alkalmas nyúlásmérő-bélyeges-, a 2. ábrán pedig inkább nyomóerők érzékelésére alkalmas magneto-elasztikus elven működő érzékelő szerv metszete látható. Az 1. ábrán a húzó terhelést az —1— és —2— horgok veszik fel. Az —1— horog szilárdan össze van kötve az —5— járommal, ez viszont a —3—, —4— és -—6—• rudakkal. A —3— és —4 —rudakon kiálló —11— és —12— bütykök vanna, míg a —6— rúdon kiálló —7— gallér. A —3—, —4— és —6— rudakon a példa szerint nyúlásmérő bélyegek vannak elektromosan sorban kapcsolva. A —11—, —12— bütykök és a —7— gallér között terheletlen állapotban légrés van. Mindaddig, amíg a terhelés egy előre elhatározott mértéket nem ér el, csak a —6—tal jelzett rúd és a ráragasztott —10— nyúlásmérő bélyeg nyúlik meg; a terhelés további növekedésével azonban a megnyúlás oly mértékű lesz, hogy a —11—, —12— bütykök és a —7— gallér közötti légrés eltűnik, és a —3— és —4—gyei jelzett rudak is belépnek a teher viselésébe, és így már az ezeken alkalmazott —8— és —9— nyúlásmérő bélyegek ellenállása is megváltozik. A megnyúló elemek keresztmetszetét természetesen úgy kell megválasztani, hogy •a keletkező belső feszültség a rugalmas alakváltozás határán („arányossági határon") belül maradjon. A 2. ábrán főképp nyomásnál alkalmazható magneto-elasztikus érzékelő szerv metszete látható. A terhelést a —21— tányér veszi fel, ami a —22— magneto-elasztikus tulajdonsággal bíró (pl. Permaloy C néven ismert, kb. 78% nikkelt tartalmazó) rúdra vagy gyűrűre támaszkodik. A —22— rudat, vagy gyűrűt a —25— menetekből álló tekercs veszi körül, amit viszont a —23— ugyancsak magneto-elasztikus tulajdonsággal bíró gyűrű ölel át. Ezen kívülről a —24— tekercs van. A —22— rúd, vagy gyűrű terheletlen állapotban valamivel hosszabb, mint a —23— gyűrű és így a —21— tányér és a —23— gyűrű között terheletlen állapotban légrés van. A —24— és —25— tekercsek elektromosan sorban vannak kötve. Terhelés esetén a —22— jelű elem permeabilitása megváltozik, ezzel a —25— tekercs impedanciája is. A —22— rúd vagy gyűrű keresztmetszete úgy állapítandó meg, hogy a terhelés előre elhatározott értékénél a légrés —22— és —23— között megszűnjék, és így az ennél nagyobb terhet már nemcsak a —22— gyűrű, vagy rúd, hanem a —23— gyűrű is viseli, minek következtében a —24— tekercs impedanciája is megváltozik. Az 1. ábrán —6— rúd, és a 2. ábrán —22— rúd, vagy gyűrű keresztmetszetét úgy kell megválasztani, hogy a maximális terhelés kívánt töredékének (pl. 1/10-ed részének) hatására már oly mértékben nyúljék meg (változzon meg az impedanciája), hogy a változást az alkalmazandó műszer (pl. ampermérő, galvanométer, vagy más) a kívánt pontossággal jelezze.