149968. lajstromszámú szabadalom • Kettős igénybevételű elektromechanikus erőmérőfej
2 149.968 szolgálhatnak. Az érzékelésre felhasználhatunk azonban a mérőeleineiken rögzített, villarnoshídba kötött ínyúlástnérőbéiyegeket is. A találmány szerinti erőmérőfej néhány példaként! kivitelét, valamint a találmányi gondolatot rajzok kapcsán magyarázzuk részletesebben. Az 1. ábra kis erőik (néhány kg) mérésére alkalmas példaként! kivitel vázlatát mutatja. A 2. ábra nagyobb nyomóerők mérésére alkalmas mérőfej egy kiviteli példája keresztmetszetben. A 3. ábra egy nyúlásmérőbélyeges kiviteli alakot mutat ugyancsak nyomóerő mérésére alkalmas kivitelben. A 4. ábra a 3. ábra szerinti megoldás továbbfejlesztess és húzóerő mérésére is alkalmas. Az 5. ábra a mérőfej mérőelemeinek hídkapcsolásá t mutatj a. A 6. ábra főbb, sorbakapesolt mérőelemet tartalmazó nyomóerőin érő fejet mutat. A 7. ábra olyan mérőfej konstrukciót mutat, amelyben több sorbakapcsolt mérőelemsor van párhuzamosan igénybevéve a hatóerőtől. A 8. ábra isiméit nyúlásmérőbélyeges erőmérő fejet mutat, amelyben több, váltakozva húzásra, nyomásra igénybe vett mérőtest van elhelyezve. Az 1. ábra kis erők (néhány kilogrammig) mérésére alkalmas szerkezeti kivitel vázlatát mutatja. Az 1 huzalt P erő húzásra veszi igénybe, a 2/a és 2/b tekercsrészekből álló 2 tekercs induktivitása a húzóerő hatására megváltozik, nő vagy csökken. A 3 járom a mágneskor zárását segíti elő. A huzal felső végén a 4 rögzítő szerkezet van, amely az 5 testre fekszik fel. így a P erő az 5 testet nyomásra veszi igénybe, mert az a 8 lap közbeiktatásával az 54 házon támaszkodik. Az 5 testet a 7/a és 7/b tekercsrészekből álló 7 tekercs fogja körül, amelynek induktivitása a nyomóerővel arányosan megváltozik, csökken vagy nő. Ha az 1 huzal anyaga olyan, hogy a húzófeszültség hatására az anyag mágneses permeabilitása növekszik, akkor a 2/a és 2/b tekercsek kezdeti Xj és X3 impedanciája megnő. Továbbá, ha az 5 test anyagának mágneses-permeabilitása csökken a nyomástól létrejövő mechanikai feszültség hatására, akkor a 7/a és 7/b tekercsek kezdeti X2 és X4 impedancia értéke is csökken. Az Xi—X4 impedanciákból felépített híd kapcsolási vázlatát az 5. ábra mutatja. Nagyobb erők (tíz kilogrammtól néhány tonnáig) mérésére alkalmas szerkezet példaképpeni kivitelét mutatja a 2. ábra. A P erő a 8 testre hat és azt nyomásra veszi igényibe és j a 9/a és 9/b tekercsek Xi és X3 impedanciája az anyag minőségétől függően nő, vagy csökken a keletkező nyomói eszültség hatására. A P erő a 8 test közvetítésével a 10 hengeres testet húzásra veszi igénybe, mert a 10 hengeres test felső pereme a 11 peremre feksziik fel. A 12/a és 12/b tekercsek X2 és X4 impedanciája megváltozik a húzó igénybevételtől függően. Csökken vagy nő, az anyag minőségének megfelelően. Mind a 9, mind a 12 tekercsek által létesített mágneses kör zárását segíti elő a 13 járom. A hídkapcsolás felépítését ugyancsak az 5. ábra mutatja. Valamivel egyszerűbb szerkezetet tesz lehetővé a nyúláisimérőbélyeges megoldás, melynek egy példaképpeni alakját a 3. ábra mutatja. A 14 nyomott test a 15 henger alsó peremében fekszik fel. A 15 henger kellő merevségűvé készítendő és csak a ínyúlásmérőbélyeget hordozó rész van úgy kialakítva és méretezve, hogy abban a megengedett feszültség hatására előírt deformáció jöjjön létre. A 16 házban úgy van a 15 elhelyezve, hogy az húzásra legyen igénybevéve. Ily módon az 5. ábra szerinti hídkapcsoiásban a nyúlásmérőbélyegek — amelyek most valós ellenállások — közül az R( és R3 a 14 testre, míg az R2 és R4 a 15 hengeres testre vannak felragasztva. Ezzel az elrendezéssel azok a bélyegek is aktívak, amelyek az ismert megoldásokban csak a hőmérséklet okozta ingadozásokat voltak hivatva kiküszöbölni. A ház 17 része a villamos vezetékek vízmentes bevezetésére szolgál. A szerelés megkönnyítésére célszerű, a házon másik szerelőnyílást is elhelyezni, de gondoskodni kell annak vízmentes lezárhatóságáról. Más példaképpeni kivitelt mutat a 4. ábra. Ennek előnye, hogy az mind húzóerők, mind nyomóerők mérését lehetővé teszi. Húzóerő esetén egyrészt a 18 test menetes furatában elhelyezhető horog vagy más szerkezeti elem révén adódik át a terhelés, másrészt a 21 ház 22 fedelében levő 24 menetes furatban. így a 18 test húzásra, a 19 test pedig nyomásra van igénybevéve. A nyúlásméirőbélyegek elhelyezése azonos a 3. ábra kapcsán elmondottakkal. Nyomóerő esetén a 18 test nyomva van az 56 betéten keresztül és a 20 rögzítőtárcsa révén a 19 test húzva. A hídkapcsolás itt is azonos az előzőkkel. A 23 és 25 zárótárcsák a vízmentességet biztosítják, míg a 28 tömszelence a vezetékek vízmentes csatlakozását valósítja meg. Itt is — mint a 3. ábra kapcsán — célszerű a 21 házon további szerelőnyílást készíteni. Magnetoelasztikus érzékelő elemekből felépített kiviteli példát mutat a 6. ábra. A 26 nyomott testen keresztül a 27 mérőtest húzásra van igénybevéve, mert a 28 test támasztja alá, amelyik ismét nyomóigénybevétélen keresztül a 29 testen fekszik fel, így húzásra veszi azt igénybe, mert a 30 házban van alátámasztva. A 26 testet az X2 6a és X 2 6& tekercsek veszik körül, míg a 27, 28, 29 mérőelemeket rendre az X2 7a és X 2 76, X 2 8a és X 2 8fc, valamint az X 2 oa és X2 OÓ indukciós tekercsek veszik körül. A (S> 26, ® 27, Ö* 2 8 és (P2 9 mágneses fluxusok a 31 mágneses járómon át záródnak. így annak méreteinek meghatározásakor az előző fluxusok 31 eredőjét kell figyelembe venni. Az 5. ábra hídkapcsolásában az Xi-nek most X2 r )a ésX 2 8a sorbakapesolt eredője, X 2 -nek X 2 7a és X2 g a sorbakapcsolt eredője, X3-nak X 2 6& és X2 8í> sorbakapcsolt eredője, míg X4-nek X97& és X2 9 6 sorbakapcsolt eredője felel meg. Egy adott erő több mérőelemre történő elosztására mutat példaképpeni kivitelt a 7. ábra. Az erő a 36 fedélre hat, amelyik 32 és 34 mérőelemekre fekszik fel. A 32 test így nyomásra
