175095. lajstromszámú szabadalom • Nyúlásmérő bélyeges erőérzékeny mérőátalakító és eljárás annak beállítására
9 175095 10 A 10—17. ábrák a találmány szerinti mérőátalakító további kiviteli alakjainak vázlatos oldalnézeteit mutatják. A találmány szerinti mérőátalakítónál azt használjuk ki, hogy a nyírófeszültség mérésének torzulását lényegesen kisebb mértékben befolyásolja a nyírófeszültség mérési helye egy a tartóelemre merőleges függőleges vonal mentén, mint amilyen mértékben ez a hajlítófeszültség mérésére hat, és hogy a nyúlásmérő bélyegek a tartóelemnek a semleges vonalán kívüleső nyírófeszültség mérő felületein oly módon helyezhetők el, hogy részben mérjék a hajlítófeszültséget is, és villamosán oly módon kapcsolódnak egymáshoz, hogy a hajlítófeszültségnek megfelelő mért érték ellenkező irányú, mint a nyírófeszültség mérésben a hajlítás okozta torzulásnak megfelelő érték, és ily módon minden nyúlásmérő bélyeg az általa mért húzó-, illetve nyomóhajlításból eredő feszültség, valamint a nyírással és a nyírás torzításával arányos feszültség tiszta algebrai összegét érzékeli. A találmány szerinti mérőátalakító azt az elvet hasznosítja, hogy az egyes nyúlásmérő bélyegek által érzékelt tiszta feszültségben a hajlítófeszültség okozta rész felhasználható arra, hogy előjelesen összegezve a nyírás okozta feszültséggel arányos résszel, széles mérési tartományban kielégítően kompenzálja a nyírófeszültség mérésének torzítását. Amint az 1., 2. és 3. ábrákon látható, a találmány szerinti mérőátalakítót egyik tipikus kiviteli alakjában vasúti kocsik súlymérésére lehet alkalmazni, ahol a vágány mentén 20 mérőszakaszokból egy pár úgy helyezkedik el, hogy fogadja és alátámasztja a mérendő vasúti kocsi két végén elhelyezkedő forgózsámolyokat. A 20 mérőszakaszok mindegyikéhez négy darab nyúlásmérő bélyeges 22 mérőátalakító tartozik, minden sarokban egy-egy darab. A 22 mérőátalakítónak van egy hengeres, rozsdamentes acélból készült 24 tartóelem — a rajz tartórudat szemléltet — amelyet megfelelően rögzítenek a 20 mérőszakaszok sarkaiba, és amelynek másik végéhez a 28 üregbe illeszkedő 26 rúdcsonk tartozik. A 26 rúdcsonk felső vége ív alakú és igen nagy teher elviselésére van kiképezve. Egy tipikus kiviteli alaknál a 22 mérőátalakító tartórúdjának átmérője 10 cm és a 26 rúdcsonk, valamint a 28 üreg 50 000 kp terhet képes elviselni. A fenti kiviteli alak nem jelenti azonban azt, hogy a találmány egy egyszerű egytartórudas, egyik végén szabadon álló elrendezésre korlátozódna. A találmány szerinti mérőátalakító alkalmazható többtartórudas elrendezésben, valamint több karú rúdszerkezetekben is. A 24 tartóelem kialakítása olyan, hogy rajta szimmetrikusan két hengeres 30 bemélyedés helyezkedik el (a 3. ábra ezek egyikét mutatja csak), a 30 bemélyedések között így létrejön a lapos felületű 32 pofa, melynek két szemközti lapja ebben az elrendezésben viszonylag közel helyezkedik el egymáshoz és függőleges. Mivel a 32 pofa felületei párhuzamosak a 22 mérőátalakító 24 tartóelemének tengelyével, s így párhuzamosak a mérendő függőleges Ft és erők hatásvonalával is, megfelelnek a nyíróerő mérésére, s ezért a továbbiakban „nyírófeszültség mérő felület”-nek nevezzük azokat, és így megkülönböztethetők lesznek a vízszintesen elhelyezkedő, de a semleges vonalon nem áthaladó „hajlítófeszültség mérő felület”-ektől. A 22 mérőátalakító 24 tartóelemének kialakítása továbbá olyan, hogy tengelyében húzódik a 34 furat, amely kapcsolatban van a 30 bemélyedésekkel, és a nyúlásmérő bélyegek villamos hozzávezetéseinek befogadására és védelmére szolgál. A találmány szerinti mérőátalakító axonometrikus képét mutatja a 4. ábra, amely a 36 tartóelemet, annak 38 rögzítését és a 36 tartóelemre ható 40 erőt mutatja. A 36 tartóelem semleges vonalát az NA vonal jelöli. A 42 és 44 függőleges felületek párhuzamosak a 36 tartóelem tengelyével, a 36 tartóelem két oldalán helyezkednek el és nyírófeszültség mérő felületként szolgálnak, megfelelnek a 3. ábrán a 30 bemélyedések fenekén elhelyezkedő 32 pofa felületeinek. A nyúlásmérő bélyegeket a 42 és 44 függőleges felületekre helyezzük el, vagyis a nyírófeszültség mérő felületekre. Egy tipikus kivitelben négy 46, 48, 50 és 52 nyúlásmérő bélyeget alkalmazunk, ahogyan azt a 4. ábra mutatja. A 46 és a 48 nyúlásmérő bélyegek a nyírófeszültség mérő 42 függőleges felületen helyezkednek el. A 46 nyúlásmérő bélyeg érzékeli a nyírás által keltett húzófeszültséget, valamint a hajlítás által keltett húzófeszültséget, amely a semleges NA vonaltól 45°-ra ébred, míg a 48 nyúlásmérő bélyeg érzékeli a nyírás által keltett nyomófeszültséget és a hajlítás által keltett nyomófeszültséget, amely a semleges NA vonaltól 135°-ra ébred. Az 50 és 52 nyúlásmérő bélyegeknek a 36 tartóelem ellentétes 44 függőleges felületén történő elhelyezése a fentiekhez hasonló, az 50 nyúlásmérő bélyeg ugyanazokat a húzófeszültségeket méri, mint a 46 nyúlásmérő bélyeg, az 52 nyúlásmérő bélyeg pedig ugyanazokat a nyomófeszültségeket méri, mint a 48 nyúlásmérő bélyeg. A 46 és az 50, valamint a 48 és az 52 nyúlásmérő bélyegek minden esetben egymással pontosan szemben helyezkednek el a megfelelő nyírófeszültség mérő felületen, vonalvezetésük egymással párhuzamos. Ez minimalizálja a kompenzálási nehézségeket és kihasználja azt a tényt, hogy mivel minden mérést a 42 és a 44 függőleges felületeken végzünk el, az alkalmazás és a hőmérsékletkompenzálás egyszerűen elvégezhető és szabványosítható. A fenti ismertetett nyúlásmérő bélyeges elrendezéssel kombinálva a találmány szerinti mérőátalakítóhoz tartozik még a 6. ábrán látható Wheatstone-hidas áramkör, amelyben a 46, 48, 50 és 52 nyúlásmérő bélyegek, mint RÍ, R2, R3, ill. R4 ellenállások vannak egymáshoz kapcsolva. Az összekapcsolás olyan, hogy a 46 nyúlásmérő bélyeg az RÍ ellenállásnak, a 48 nyúlásmérő bélyeg az R2 ellenállásnak, az 50 nyúlásmérő bé5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
