157531. lajstromszámú szabadalom • Elektromechanikus mérőátalakító csavart érzékelő részekkel, nyúlásérzékelők alkalmazására
157531 a legyenek a csavaró feszültségekhez képest. Ideális esetben az igénybevétel (mindegyik mérőrészre egyforma nagyságú. Ha a hatásvonal nem a mérőirészeik szimmetria pontján megy át, hanem attól eltér, az egyes elemek igénybevétele nem egyforma. A teljes mérőtest rendszer deformációs munkájának összege azonban invariáns a csavarás karjainak változásaitól. Törekedni (kell a mérőhíd olyan kialakítására, hogy annak kimenő feszültsége ugyancsak invariáns legyen a mérőtest rendszeren belüli csavarókarok méreteitől és csíak a teljes rendszer deformációja összegével legyen lineárisan arányos. Ferde erő esetén a merőtest rendszer csak a mérőrészeik hosszanti tengelyeire merőleges erő komponenst fogja érzékelni. A karokban bekövetkezett változás ismét kompenzálódik a rendszer szimmetriája révén. A találmány szerinti mérőtest egyetlen merev keretszerkezet, amelyet a deformációira méretezett mérőrészek és az azokat összekötő középső törzs, valamint az alsó és felső jármok alkotják. Az 1. ábra mutatja a találmány szerinti mérőtest elvi felépítését. Az la) ábra ugyanezt mutatja az 1. ábrán A-val jelölt nyíl irányából nézve. Az lb) ábra mutatja a mérőrészek elhelyezkedését a mérőtesten belül (vékony vonal), és az igénybevétel hatására kialakult deformálódott alakot (vastag vonal). A 2. ábra a karifüggetlenség biztosítására mutatja az egyes mérőrészeken elhelyezett nyúlásérzékelő ellenállások mérőhíd kapcsolásának egy lehetséges kedvező felépítését. A 3. ábra egy példaként! hengeres kivitelt szemléltet nyomóerő mérésére. A 3a) ábra a 3. ábra szerinti kivitelt mutatja oldalnézetben. A 4. ábra húzóerőmérőt mutat példakénti kivitelben. A 4a) ábra a 4. ábra szerinti kivitelt mutatja oldalnézetben. Az 5. ábra nyomóerőmérő kivitelt mutat és itt példaként a mérőrészek igénybevételének érteima mindegyik résznél azonos. • Az 5a) ábra rszüetesen szemlélteti a mérőrészek terheletlen helyzetét (vékony vonal) és a deformáció utáni állapotot (vastag fonal). A 6. ábra szerinti kivitelnél — melynek oldalnézetét a 6a) ábra mutatja — a mérőrészek csavarása tengelyei által meghatározott sík nem merőleges a mérendő erő hatásvonalára. Ez további előnyöket biztosít. A találmány lényegét az 1., la) lb) és 2. ábrák segítségével mutatjuk meg. A mérőtest rendszer (1. és la) ábrák) a csavarásra igénybevett 1, 2, 3 és 4 mérőrészekből áll, amelyeket egyrészt az 5 törzs, másrészt a 6 felső járom és a 8 alsó járom kapcsol egységbe. A mérendő erőt a 7 nyíl jelzi, a vele egyensúlyt tartó reakció erőt a 9 nyíl szemlélteti. A mérendő erő a 6 felső járomra hat, amely az 5 törzs egyik végéhez mereven kapcsolt 3 és 4 mérőrészeket csavarásra veszi igénybe az \ karon. A belső erőkön keresztül a mérendő erővel egyenlő erő veszi igénybe csavarásra 5 az 12 karon az 5 • törzsön keresztül a másik végéhez kapcsolt 1 és 2 mérőrészeket a 3 alsó járomhoz képest. A mérőrészek deformált alakját az lb) ábra W szagagtott vonala jelzi, a vékony vonallal rajzolt terheletlen állapothoz képest. Az egyes elemeket — az adott elrendezésiben a ,,B" nyíl felöl nézve — a torzához képest azonos értelmű nyomaték terheli. A 3 mérőrész 15 eredeti 31 . . . 36 pontokkal jellemzett két a) és b) felülete a 31, 32, 33x , 34 x , illetve 31, 34x , 36x , 35 pontokkal jellemzett alakot veszi fel. Mindkét felületen pl. a 31, 33, ill. a 34, 35 átlók irányába nyomóiíeszültség, a 32, 34, 20 ül. 31, 36 átlók irányálba pedig húzófeszültség jön létre. A feszültség állapotok az 1, 2 és 4 mérőrész kockákon is hasonló módon jönnek létre. Az igénybevételt az 1 és 2 mérőrészben az I2 karral a 3 és 4 mérőrészben az Íj karral 25 arányos. Ha az erő pl x távolságban — „B"nyíl irányában nézve — jobbra tolódik el, akkor az (Íj—x karral, ill. az (I2 + X) karral kell számolni. Az x elmozdulástól való függetlenség biztosításához szükséges, hogy a mérőhíd min-30 den ágában csak a mérendő erővel és az L. és 12 karoknak megfelelő állandókkal arányos ellenállás megváltozások jöjjenek létre. Ezért kell, hogy az egyes hídágalkat olyan elemek alkossák, amelyekiben egyformán van h-el és ly-vel ará-35 nyos ellenállás elem. Ennek biztosítására helyezzük el az 1 mérőrészen a 18 nyúlásérzakelő eleimet a nyomott átló mentén és a 19 nyúlásérzékelő elemet a húzott átló mentén. Hasonló módon a 2 részen a 20, ill. 21, a 3 mérőrészen 40 a 22, ill. 23 és a 4 mérőrészen a 24, ill. 25 mérőérzékelő ellenállásokat. Megjegyezzük, hogy a mérőrészekben a geometriai méretektől függően hajlító nyomatékok is ébrednek. Ezeík — adott keresztmetszeteik mellett — ugyancsak a mé-45 rendő erőtől és az l/,3 , ill. 1^ hajlító karoktól függenek. Ha a mérendő erő ettől y érteikkel tér el, ugyancsak (lh3 + y). ül- Q-iu—y) megváltozott karokkal kell számolni. A kar függetlenséghez ebben az esetben is kell, hogy az egyes 50 hídágakban ];,3-mal és Ifr/.-el arányos elemek legyenek. Az x és y elmozdulásoktól való függetlenség két feltételét, tehát pl. úgy oldhatjuk meg — amint azt a 2. ábra mutatja —, hogy a mérőhíd R| ágát az 1 mérőrész 19 húzott és a 55 4 mérőrész 25 húzott nyúlásérzékelő eleméből, az R2 ágat ugyanezen mérőrészeik 18 és 24 nyomott márőérzéke'lőfcből, továbbá az R3 ágat a 23 és 21, az R4 ágat pedig a 2,2 és 20 nyúlásérzékelő ellenállásokból alakítjuk ki. 60 Ideális esetben a 7 erő hatásvonala merőleges az 1, 2, 3 és 4 mérőrészeik által meghatározott síkra, (1. ábra) és az li=l2, valamint l/i3=Wi kar egyenlőségek is fennállnak. Ezek 65 azonban nem szükségszerűek. Ha ugyanis a 2
