202983. lajstromszámú szabadalom • Elektromechanikus mérőátalakító erő- és nyomatékvektor érzékelésére
5 HU 202983 B 6 £262, £6i, £62 nyúlásmérő ellenállások szolgálnak, mig az erő fennmaradó Fz összetevőjének és a nyomaték My összetevőjének érzékelését £31, £32, £351, £352, £51, £52 nyúlásmérö ellenállások biztosítják. A 7. ábra szerinti célszerű kapcsolási elrendezésnél a nyúlásmérő ellenállások né£yesével Wheatstone-hidakba vannak kapcsolva. Az i£y felépített, adott esetben e£ymásra épülő Wheatstone-hidak sarkain Ut tápfeszültsé£ bevezetése mellett az erő és nyomaték e£yes összetevőire jellemző ne£atív és pozitív szintű jelek nyerhetők. A találmány szerinti elektronikus mérőátalakító működése a következő: A 10 eróbevezető ta£ révén ható erő és nyomaték az 5. és 6. ábrán bemutatott hatásvázlat szerint az összességében Li hosszúságú 1 tartóra jut, amely L2 hosszúságú 2 és 3 karokkal együtt a nyomaték és az erő hatására az érzékelt komponenstől függő mértékben deformálódik. A javasolt elektromechanikus mérőátalakítónál a 2 és 3 kar háromcsuklós szerkezetként fogható fel (6. ábra), vagyis például az 5 támasztó csuklóval az 1 tartóhoz kapcsolódó 3 kar a 6 rögzítő csukló mellett 7 csuklóra támaszkodva biztosítja az erő, illetve nyomaték érzékelt összetevőjének megfelelő deformációt. (Hasonló háromcsuklós vázlat adható meg a 2 karra is.) A 10 eróbevezető tag és a 15 átadó eleintek) által a javasolt elektromechanikus mérőátalakítóba közvetített erő és nyomaték összetevőinek megjelenését a • deformálódó 2 és 3 karon, illetve 11 és 12 támaszon elhelyezkedő, célszerűen a 7. ábrán bemutatott kapcsolási elrendezés szerint kapcsolt nyúlásméró ellenállások feszültségének megváltozása kíséri. Ezt megfelelő mérőrendszerbe vezetve az egyes összetevők külön-külön mérhetők, különleges adatfeldolgozási műveletekre nincs szükség, mivel az összetevők közötti áthallás mértéke minimális, általában elhanyagolható. Ha azonban a kalibrációval megállapított feszültségváltozások közötti áthallást még tovább kell csökkenteni, a számitógépes feldolgozás ismert módszerei ezt lehetővé teszik. Az erő és nyomaték három-három, általában derékszögű koordinátarendszerben tekintett összetevőjének érzékelésekor a helyzet a következő: Az 1 tartó hosszirányában ható erő a 2 és 3 karok, míg a 15 átadó elem tengelyirányában az 1 tartóra merőlegesen ható erő az 1 tartó meghajlitását okozza, a többi elem deformációja elhanyagolható mértékű marad. Az 1 tartó síkjában rá merőlegesen ható erő az 1 tartóban hajlító feszültséget ébreszt, miközben a 2 és 3 karokban is viszonylag nagy mechanikai feszültség keletkezik, de az ennek megfelelő jel nagy szelektivitással az adott erőre jellemző jeltől elválasztható. A nyomaték három összetevője közül az egyik az 1 tartó csavaró igénybevételét okozza, mégpedig a tengelyvonalra merőlegesen. Ez az 1 tartó adott irányú másodrendű nyomatékétől függő változást okoz, és ugyan a 2 és 3 karok deformációja ilyenkor jelentős, az orientáltság miatt a jelek szelektíven elkülöníthetők. A második összetevő a 10 eróbevezető tag két oldalán a 11 és 12 támaszban egymással ellenkező értelmű hajlítófeszültséget kelt, ez jól észlelhető, miközben a 2 és 3 karok mechanikai feszültségének változása minimális, mig a harmadik összetevő a második összetevőhöz hasonlóan deformálja az 1 tartót, de ellenkező irányban. A fentiekben a három összetevőt a derékszögű koordinátarendszer irányai szerint nem azonosítottuk, mivel a 9 befogó elem elhelyezkedésétől függően a tengelyek iránya és irányítása változik. A találmány szerinti elektromechanikus mérőátalakító segítségével a tenzometrikus méréstechnikával érzékelhető mennyiségek, mint nyomás, gyorsulás, rezgés mérésére ugyancsak lehetőség nyílik. Maga az elektromechanikus mérőatlakitó nagy szelektivitással érzékeli az egyes komponenseket, széles méréshatárok között biztosítja az érzékelés és mérés lehetőségét, továbbá egyazon méréshatár mellett különböző geometriai elrendezésekkel hozható létre, a dinamikus túlterhelésekkel szemben gyakorlatilag érzéketlen, gyártása egyszerűen megoldható. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5
