180974. lajstromszámú szabadalom • Mérőtengely, erő villamos jellét történő átalakítására
180974 MAGYAR NÉPKÖZTARS ASAG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL LEÍRÁS SZOLGALATI TALÁIMÁNY SZABADALMI Bejelentés napja: 1979.1.10. (VA-15 38) Nemzetközi osztályozás: NSZ03: G 01 L ljfiá, ~ÜT5Tl 1/22 Közzététel napja: 1982. IX. 28. Megjelent: 1984. IX. 28. Feltaláló: Szabadalmas: Dr. Kovács Sándor okleveles gépészmérnök, a műszaki tudományok kan- Vasipari Kutató Intézet, didátusa, Budapest Budapest Mérőtengely, erő villamos jellé történő átalakítására 1 A találmány tárgya mérőtengely erő villamos jellé történő átalakítására, alapvetően csavarásra igénybevett mérőrudakkal, ahol külső terhelőerő és reakcióerő hat a mérőrudakra. A villamos módszerű erőmérés területén az egyik 5 jelentős feladat az erő-villamosjel átalakítás megvalósítása. Az átalakítás mérőtest és a felületén elhelyezett deformációérzékelők segítségével történik. A mérőtestre hat a mérendő erő, amely a geometriai méretek és az anyagra jellemző állandók által meg- 10 határozott módon mechanikailag deformálódik. Az ismert mérőátalakítók a legtöbb esetben az elemi szilárdságtan összefüggései alapján méretezhetők. A mérőtest felületének alkalmas részén helyezik el a deformációt észlelő villamos mérőele- 15 meket, a legelterjedtebben a piezoerisztív tulajdonságon alapuló nyúlásmérő ellenállásokat. Az ellenállásokból felépített mérőkör szolgáltatja a villamos kimenőjelet, amely arányos a mérendő erővel. Különböző mérőtestek kialakítására számos példa 20 ismert. A használhatóság és a méréstechnikai jellemzők kielégítése a mérőátalakítók mérőtestjeinek állandó fejlesztését követelte. E fejlesztés eredménye például a 157 529 és a 157 531 számú magyar szabadalom. Az egyszerű, húzott, nyomott vagy hajlí- 25 tott mérőrudakat tartalmazó mérőtest helyett ezek már egy vagy több csavarásra igénybe vett mérőrészt tartalmaznak. A csavarási igénybevétel a mérőrészben csúsztató feszültséget létesít. A csúsztató feszültségek eredőjeként ugyanazon a deformálódó 30 2 elemi részecske felületen húzó és nyomó feszültség érzékelhető. A nyúlásmérő ellenállások mérőirányait egyeztetve a húzó- és nyomófeszültségek irányaival, azok eredeti ellenállása növekedni, illetve csökkenni fog. Ha a mérőkör négyágú mérőhíd és a nyűlásérzékelő ellenállásokból kettő húzott, illetve kettő nyomott, akkor olyan mérőhíd kapcsolás hozható létre, amelynek hídegyenlete elvileg lineáris kapcsolatot biztosít a kimenő és a bemenő villamos feszültségek között és így a mérendő erő és a villamos kimenőjel között is. Az ilyen mérőátalakítók valamely szerkezeti más gasságot igényelnek a mérendő erő támadáspontja és a reakcióerő támadáspontja között. Az erők hatásvonalainak egybeesését mindig biztosítani kell, minthogy ennek hiányában a mérőtestben egyéb nem kívánatos igénybevételek is fellépnek. A mérőátalakítón a mérendő erő támadáspontja és a reakcióerő támadáspontja egyetlen egyenest határoz meg. Ezt az egyenest nevezhetjük a mérőátalakító hatásvonalának vagy mérőirányának. A mérőátalakítók helyes működéséhez szükséges az erők hatásvonalának és a mérőátalakító mérőirányainak az egybeesése. Ez egyéb mérőtest kialakítások esetében is a helyes működés az egyik legfontosabb követelménye. Mérőtengelyek alkalmazására tipikus példa a darumérlegekben történő felhasználás. A darurendszerben az erőmérők beépítése történhet a futómacskába. a horogszerkezetbe, vagy a horogszerkezet 1809 74
