175095. lajstromszámú szabadalom • Nyúlásmérő bélyeges erőérzékeny mérőátalakító és eljárás annak beállítására
5 175095 6 tében, mivel a késéi csukló nem alkalmazható, ívelt alátámasztást használnak, de az ilyen alátámasztás a mérőlap (mérőátalakító) hajtásakor automatikusan megváltoztatja a támadáspontot. Sok esetében így ez a változás meghaladja a 12,7 mm-t. Ez viszont a hagyományos mérőátalakítónál 0,6% hibát jelent, ami a nagy ipari terhek mérésénél megengedhetetlen mértékű, mivel a mérési előírások ennél nagyobb pontosságot kívánnak meg. A jelen találmányt megelőzően nem létezett olyan nyúlásmérő bélyeges mérőátalakító, amely a támadáspont-érzékenység problémáját igen nagy súlyok mérésénél 0,3%-nál kisebb hibával oldotta volna meg, 6,35 mm elmozdulást feltételezve. Ügy tűnik, hogy a hajlító feszültség hatásának kiküszöbölésére irányuló korábbi kísérletek és a hajlító feszültséget minimalizáló geometriai elrendezések kiválasztása nem vezettek a nyíróerő mérést eltorzító hajlító és nyíróerő kölcsönhatások kiküszöböléséhez, illetve kielégítő mértékű csökkentéséhez. Ennek eredményeként a támadáspont-érzékenység maradt továbbra is fő probléma. A találmány szerinti mérőátalakító megalkotásakor az volt a célunk, hogy olyan nyúlásmérő bélyeges elrendezést alakítsunk ki, amely a mérendő erő támadáspontjának megváltozására nagymértékben érzéketlen. Továbbá az előbbi megvalósítása mellett a találmány szerinti mérőátalakítónál arra is törekedtünk, hogy a hagyományos mérőátalakítókhoz képest a mechanikai és villamos felépítés egyszerű legyen. További célunk volt, hogy a találmány szerinti mérőátalakítót hatékonyan és nagy pontossággal lehessen alkalmazni nem csupán igen nagy, hanem kicsi erők mérésére is. A találmány tehát egyrészt nyúlásmérő bélyeges erőérzékny mérőátalakító, amelynek a mérendő erő által nyírásra igénybe vett tartóeleme és a tartóelem semleges szálától meghatározott távolságra elhelyezett legalább egy nyúlásmérő bélyege van, és az jellemzi, hogy a nyúlásmérő bélyegek legalább egyike a tartóelem semleges szálától a mérendő erő támadási pontjától legnagyobb mértékben független kimenő jelet biztosító távolságra van elhelyezve. Egy előnyös kiviteli alaknál több nyúlásmérő bélyege van, amelyek közös hordozóelemre vannak felerősítve. Egy további célszerű kivitelben a nyúlásmérő bélyegnek a tartóelem semleges szálánál elhelyezett része és a semleges száltól meghatározott távolságra elhelyezett kiegészítő része van. A találmány másrészt eljárás nyúlásmérő bélyeges erőérzékeny mérőátalakítónál a nyúlásmérő bélyeg mérőátalakító nyírásra igénybe vett tartóelem semleges szálától mért távolságának meghatározására, amelyet az jellemez, hogy legalább egy nyúlásmérő bélyegnek a semleges száltól mért távolságát mindaddig változtatjuk, amíg a jelátalakító kimenő jele a legkevésbé függ a mérendő erő támadási pontjától. A találmány szerinti mérőátalakító azon a tényen alapul, hogy a hajlító- és nyírófeszültség közötti kölcsönhatás eredményeként a nyírófeszültség mérése egy adott síkban pontatlan lesz, és hogy ez a torzító hatás a hajlítófeszültség mérésének egyszerű kiküszöbölésével nem szüntethető meg. Ennek a torzító hatásnak a létét korábban is ismerték. Jelen találmány azonban a torzító kölcsönhatások két, mindezideig figyelmen kívül hagyott vonatkozását hasznosítja. Ezek közül az első az, hogy a nyírófeszültség mérésnek torzulását lényegesen kisebb mértékben befolyásolja a nyírófeszültség egy adott függőleges vonal mentén levő mérési helye, mint amilyen mértékben ez a hajlítófeszültség mérésére hat. A második vonatkozás az, hogy azoknál a nyúlásmérő bélyegeknél, amelyek a tartóelem úgynevezett nyírófeszültség mérő felületein, azaz mind a tartóelem tengelyével, mind pedig a mért erő hatásvonalával párhuzamos felületeken vannak, a nyírófeszültség mérésének a hajlítás okozta torzítását olyan kismértékben befolyásolja a nyírófeszültség változása, hogy a nyírófeszültség mérőfelületén mért hajlítófeszültség kielégítő mértékben egyenesen arányosnak tekinthető azzal a torzítással, amelyet a hajlítófeszültség okoz a nyírófeszültség mérésekor. Ily módon a hajlítófeszültség mérése önmagában arra használható, hogy általa a nyírófeszültség torzítását mérjük a nyírófeszültség mérés széles tartományában. A felsorolt két tényezőt a találmány szerint a következő módon alkalmazzuk. Ahelyett, hogy a hajlítófeszültség fizikai minimalizálásával próbálkoznánk, avagy villamos úton kiejtenénk annak hatását, megmérjük azt, és összekapcsoljuk mind a nyírófeszültség mérésével, mind pedig a nyírófeszültség mérés torzításának mérésével. Tehát úgy helyezzük el a nyúlásmérő bélyegeket a nyírófeszültségmérő felületen, és azokat villamosán oly módon kapcsoljuk össze, hogy a torzítás előjele és a hajlítófeszültség előjele ellentétes legyen, és úgy választjuk meg a hajlítófeszültség mérésparamétereit, hogy az olyan mért értéket szolgáltasson, amely nagyságra lényegében megegyezik, de irányát tekintve ellenkező, mint a hajlítófeszültség által okozott torzítás a nyitófeszültség mérésénél. Ily módon, miközben a hajlítónyomaték növekszik, anélkül, hogy a nyíróerő növekedne, vagyis ha az erő támadáspontja változik, a teljes mérésben növekszik a hajlítófeszültség komponense és következésképpen a teljes mérésre vonatkozó torzítási komponens is növekszik. Mivel azonban a két növekvő mennyiség nagysága lényegében azonos, előjele viszont ellentétes, a támadáspont-változás nem okoz változást a teljes kimenő jelben. Így a teljes kimenő jel arányos lesz a terheléssel és független lesz a terhelés támadáspontjából. Megfordítva, ha a nyíróerő változik, mivel változik a mérőátalakító terhelése, akkor sem lép fel pontatlanság, mert a hajlítófeszültség a nyírófeszültség és a nyírófeszültség torzítása együtt arányosan növekednek. Ilyen elrendezés alkalmazásával lehetőség nyílik arra, hogy reprodukálhatóan elérjük a 0,03%-os támadáspont érzéketlenségi szintet 6,35 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
