[go: up one dir, main page]

DE2146339A1 - Elektromechanischer kraft- oder druckmesswandler - Google Patents

Elektromechanischer kraft- oder druckmesswandler

Info

Publication number
DE2146339A1
DE2146339A1 DE2146339A DE2146339A DE2146339A1 DE 2146339 A1 DE2146339 A1 DE 2146339A1 DE 2146339 A DE2146339 A DE 2146339A DE 2146339 A DE2146339 A DE 2146339A DE 2146339 A1 DE2146339 A1 DE 2146339A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure transducer
deformation
electromechanical force
elastically deformable
deformable body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE2146339A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2146339B2 (de
Inventor
Guenter Dr Ing Pusch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Industrie Automation GmbH and Co
Original Assignee
Industrie Automation GmbH and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Industrie Automation GmbH and Co filed Critical Industrie Automation GmbH and Co
Priority to DE2146339A priority Critical patent/DE2146339B2/de
Priority to ES406501A priority patent/ES406501A1/es
Priority to GB4250472A priority patent/GB1407225A/en
Priority to CH1340672A priority patent/CH550391A/de
Priority to IT4889/72A priority patent/IT968068B/it
Priority to JP47091823A priority patent/JPS4862479A/ja
Priority to NL7212571A priority patent/NL7212571A/xx
Priority to SE7211907A priority patent/SE384408B/xx
Priority to FR7232902A priority patent/FR2154081A5/fr
Priority to US00290104A priority patent/US3826130A/en
Publication of DE2146339A1 publication Critical patent/DE2146339A1/de
Publication of DE2146339B2 publication Critical patent/DE2146339B2/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • G01L1/142—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
    • G01L1/2206—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
    • G01L1/2218—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being of the column type, e.g. cylindric, adapted for measuring a force along a single direction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
    • G01L1/2287—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges constructional details of the strain gauges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0001—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
    • G01L9/0002—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using variations in ohmic resistance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0001—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
    • G01L9/0004—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using variations in inductance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0001—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
    • G01L9/0005—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using variations in capacitance

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Measurement Of Force In General (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Description

Anmelder: industrie-automation GmbH. & Co.
Heidelberg
Eig. Zeichen: i/lOl/71
Elektromechanischer Kraft- oder Druckmeßwandler.
Die Erfindung betrifft elektromechanische Kraft- oder Druckmeßwandler mit einem unter dem Einfluss der zu messenden Größe elastisch verformbaren Körper, dessen Verformung in entsprechende elektrische Größen gewandelt werden.
Derartige elektromechanische Kraft- oder Bruckmeßwandler werden bei elektromechanischen Waagen und Druckmeßeinrichtungen aller Art benutzt. Sie sollen den zu messenden Größen möglichst streng proportionale elektrische Größen abgeben.
Es ist bekannt, die elastisch verformbaren Körper aus metallischen Werkstoffen herzustellen und um den Temperatureinfluß gering zu halten, Stähle zu verwenden, deren Elastizitätsmodul möglichst temperaturunabhängig ist.
Die bekannten Kraft- oder Druckmeßwandler haben den Nachteil, daß auch für diese Zwecke oder ähnliche Zwecke hergestellte metallische Werkstoffe im Gebiet kleiner elastischer Verformungen dem Hooke'sehen Gesetz nicht voll entsprechen, d.h. die anzustrebende Proportionalität der Verformungen des elastisch verformbaren Körpers mit der Belastung wird mit den bekannten Wandlern nicht erreicht. Nachteilig ist ferner, daß, wegen der thermischen Ausdehnung, Temperatureinflüsse die Meßgenauigkeit beeinträchtigen.
309813/0A40
~2~
2U6339
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das elastische Verhalten der für elektromechanisehe Kraft- oder Druckmeßwandler, insbesondere im Gebiet kleiner Verformungen,zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der elastisch verformbare Körper aus nichtmetallischen», anorganischen Werkstoff besteht. Zu den nichtmetallischen, anorganischen Werkstoffen gehören Keramiken, Gläser und Glaskeramiken. Sie haben den Vorzug, daß sie auch im Gebiet kleiner und kleinster Verformungen dem Hooke'sehen Gesetz gehorchen. Ausserdem haben sie allgemein einen kleinen, thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Wegen dieser Eigenschaften ist es möglich, kleine elastische Verformungen meßtechnisch auszuwerten, ohne daß die thermische Ausdehnung praktisch das Messergebnis verfälscht.
Zweckmässig ist es, aus der großen Vielfalt der nichtmetallischen, anorganischen Werkstoffe diejenigen für die Herstellung von elastisch verformbaren Körpern für Kraft- oder Druckmeßwandlern auszuwählen, deren Elastizitätsmodul möglichst temperaturunabhängig ist und deren Ausdehnungskoeffizient klein ist.
Da die infrage kommenden Werkstoffe die billige Herst Il_ig selbst verhältnismäßig komplizierter Formen erlauben, eröffnet die Anwendung dieser Werkstoffe die Möglichkeit, die Formen der bekannten Kraft- oder Druckmeßwandler aus Metall und die Verfahren der umsetzung der Verformung in entsprechende elektrische Größen zu benutzen.
Als besonders vorteilhaften Werkstoff haben sich Glaskeramiken erwiesen. Ihr kleiner Ausdehnungskoeffizient in Verbindung mit ihren günstigen elastischen Eigenschaften ergeben elastisch verformbare Körper, die den bekannten überlegen sind. Die gegenüber metallischen Körpern gleicher Abmessung kleinere zulässige Verformung wird durch ihre Verwendbarkeit bis in das Gebiet, in dem bei metallischen Werkstoffen das Hooke'sche Gesetz nicht mehr erfüllt wird, mehr als ausgeglichen.
Da die erfindungsgemäß zu benutzenden Werkstoffe elektrische Isolierstoffe darstellen, ergeben sich bei der Wandlung der Verformung in entsprechende elektrische Größen verschiedene Vorteile gegenüber dem Bekannten.
308813/0440 ~3~
2U6339
i/101/71
Sie bestehen darin, daß Elektroden für die Wandung der mechanischen Verformung durch kapazitive Abtastung unmittelbar, z.B. durch Aufdampfen auf den verformbaren Körper aufgebracht werden können.
Auch für die Vndlung der Verformung in elektrische Größen nach Art von sogenannten "Dehnungsmeßstreifen" sind die erfindungsgemäßen Körper gut geeignet. Veil sie Isolatoren darstellen, kann man auch die durch die Verformung veränderbaren Widerstände unmittelbar auf den Körper aufbringen, vas z.B. in bekannter Weise durch Aufdampfen geschehen kann.
Die bei den bekannten Dehnungsmeßstreifen vielfach übliche Meanderform, die der Erzielung eines höheren Widerstandes dient, kann auch beim Aufdampfen hergestellt werden. Eine derartige Formgebung erübrigt sich jedoch in den meisten Fällen, weil sich das Widerstandsmaterial in beliebig dünnen Schichten aufbringen lässt.
Der Abgleich der unmittelbar auf den Körper aufgebrachten Widerstände auf ihren Sollwert ist auf einfache Weise z.B. durch Abpolieren, -ätzen oder -schleifen möglich.
Die aufzubringenden Widerstände können derart angebracht und geformt werden, daß sie auch als Elektrode bei kapazitiver Bestimmung der Verformung zu dienen vermögen. Das hat den Vorteil, daß ein und derselbe Körper in Kraft- oder Druckmeßwandlern verwendbar ist,, die nach der Kondensator- oder der Widerstandsmethode arbeiten.
Eine wechselweise Benutzung in einem Kraft- oder Druckmeßwandler ist in der Weise möglich, daß das Gleichgewicht der Meßbrücke, mittels derer der Widerstand der Elektrode - des "Dehnungsmeßstreifens" - erfasst wird, nach Meßgabe ihrer Kapazität gegen eine andere Elektrode verschoben wird.
309813/ (U AO

Claims (5)

?ΗΓ·33ί) i/HM, ,1 Patentansprüche.
1. Elektromechanischer Kraft- oder Druckmeßwandler mit einem unter dem Einfluß der zu messenden Größe elastisch verformbaren Körper, dessen Verformung in entsprechende elektrische Größen verwandelt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß der elastisch verformbare Körper aus nichtmetallischem, anorganischem Werkstoff besteht.
2. Elektromeehanischer Kraft- oder Druckmeßwandler nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
daß der Werkstoff Glaskeramik ist.
3. Elektromechanischer Kraft- oder Druckmeßwandler nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine der für eine kapazitive Abtastung der Verformung erforderlichen Elektroden unmittelbar auf den Körper aufgebracht ist.
4. Elektromechanischer Kraft- oder Druckmeßwandler nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet,
daß die unter dem Einfluß der Verformung veränderbaren Widerstände - "Dehnungsmeßstreifen" - unmittelbar auf den elastisch verformbaren Körper aufgebracht sind.
5. Elektromechanischer Kraft- oder Druckmeßwandler nach Anspruch 1,2,3 und 4 dadurch gekennzeichnet,
da£i die unter dem Einfluß der Verformung veränderbaren Widerstände derart pn dem elastisch verformbaren Körper angebracht und geformt sind, daß sie sowohl als veränderbare Widerstände als auch als Elektroden bei kapazitiver Bestimmung der Verformung zu dienen vermögen.
30 98 13/04 40 original
DE2146339A 1971-09-16 1971-09-16 Elektromechanischer Kraft- oder Druckmeßwandler Pending DE2146339B2 (de)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2146339A DE2146339B2 (de) 1971-09-16 1971-09-16 Elektromechanischer Kraft- oder Druckmeßwandler
ES406501A ES406501A1 (es) 1971-09-16 1972-09-08 Dispositivo convertidor medidor electromecanico de fuerza opresion.
GB4250472A GB1407225A (en) 1971-09-16 1972-09-13 Electro-mechanical force or pressure measuring converter
CH1340672A CH550391A (de) 1971-09-16 1972-09-13 Elektromechanischer kraft- oder druckmesswandler.
IT4889/72A IT968068B (it) 1971-09-16 1972-09-14 Trasduttore elettromeccanico di forza o di pressione di misura
JP47091823A JPS4862479A (de) 1971-09-16 1972-09-14
NL7212571A NL7212571A (de) 1971-09-16 1972-09-15
SE7211907A SE384408B (sv) 1971-09-16 1972-09-15 Elektromekanisk kraft- eller tryckgivare
FR7232902A FR2154081A5 (de) 1971-09-16 1972-09-15
US00290104A US3826130A (en) 1971-09-16 1972-09-18 Electro-mechanical power or pressure measuring transformer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2146339A DE2146339B2 (de) 1971-09-16 1971-09-16 Elektromechanischer Kraft- oder Druckmeßwandler

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2146339A1 true DE2146339A1 (de) 1973-03-29
DE2146339B2 DE2146339B2 (de) 1975-04-03

Family

ID=5819764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2146339A Pending DE2146339B2 (de) 1971-09-16 1971-09-16 Elektromechanischer Kraft- oder Druckmeßwandler

Country Status (10)

Country Link
US (1) US3826130A (de)
JP (1) JPS4862479A (de)
CH (1) CH550391A (de)
DE (1) DE2146339B2 (de)
ES (1) ES406501A1 (de)
FR (1) FR2154081A5 (de)
GB (1) GB1407225A (de)
IT (1) IT968068B (de)
NL (1) NL7212571A (de)
SE (1) SE384408B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3604418A1 (de) * 1986-02-13 1987-08-20 Pfister Gmbh Kraftmesseinrichtung
DE102019206206A1 (de) * 2019-04-30 2020-11-05 Continental Teves Ag & Co. Ohg Luftfeder mit kapazitivem Sensor

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1101071A (en) * 1978-04-06 1981-05-12 Vladimir A. Smirnov Device for converting intensity of magnetic or electromagnetic field into electric signal
CA1112893A (en) * 1978-05-30 1981-11-24 Howard B. Lewis Capacitive load cell and method of manufacture
US4311980A (en) * 1978-10-12 1982-01-19 Fabrica Italiana Magneti Marelli, S.P.A. Device for pressure measurement using a resistor strain gauge
US4246780A (en) * 1979-04-30 1981-01-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Force sensing system
FR2554590B1 (fr) * 1983-11-04 1986-02-07 Electro Resistance Capteur de force comprenant un barreau elastique pourvu de jauges de contrainte
NL8401420A (nl) * 1984-05-04 1985-12-02 Philips Nv Weegelement voor een weegtoestel.
FR2606875B1 (fr) * 1986-11-18 1989-06-09 Dal Dan Felice Procede de realisation d'une jauge de contrainte
US4777831A (en) * 1987-01-21 1988-10-18 Daiwa Can Company, Limited Apparatus for measuring lifter pressure
US4836314A (en) * 1988-07-08 1989-06-06 Rupprecht & Patashnick Co., Inc. Novel glass elements for use in balances
US5024106A (en) * 1990-03-13 1991-06-18 Amp Incorporated Contact system normal force gage
US5488871A (en) * 1994-02-16 1996-02-06 The Timken Company Bearing adjustment using compressive force sensor
SE504801C2 (sv) * 1995-08-21 1997-04-28 Sunds Defibrator Ind Ab Mätanordning för raffinörer
WO2016159245A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 株式会社ＮｅｊｉＬａｗ 通電路付部材及び通電路のパターニング方法、部材変化計測方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3031928A (en) * 1959-02-13 1962-05-01 Baird Atomic Inc Control of flexible surfaces by means of a probe
US3040583A (en) * 1959-12-10 1962-06-26 United Aircraft Corp Optical pressure transducer
US3405559A (en) * 1966-11-07 1968-10-15 United Aircraft Corp Pressure transducer
US3513430A (en) * 1968-06-19 1970-05-19 Tyco Laboratories Inc Semiconductor strain gage transducer and method of making same
US3641812A (en) * 1970-05-20 1972-02-15 Conrac Corp Silicon diaphragm with integral bridge transducer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3604418A1 (de) * 1986-02-13 1987-08-20 Pfister Gmbh Kraftmesseinrichtung
DE102019206206A1 (de) * 2019-04-30 2020-11-05 Continental Teves Ag & Co. Ohg Luftfeder mit kapazitivem Sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JPS4862479A (de) 1973-08-31
US3826130A (en) 1974-07-30
GB1407225A (en) 1975-09-24
CH550391A (de) 1974-06-14
IT968068B (it) 1974-03-20
SE384408B (sv) 1976-05-03
FR2154081A5 (de) 1973-05-04
DE2146339B2 (de) 1975-04-03
ES406501A1 (es) 1975-08-16
NL7212571A (de) 1973-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2146339A1 (de) Elektromechanischer kraft- oder druckmesswandler
DE2820478C2 (de)
EP0776466B1 (de) Kraft- oder dehnungssensor
EP0049501A2 (de) Anordnung zur Messung des Druckverlaufes in zylinderförmigen Hohlkörpern
JPS57169643A (en) Load cell for multiple components of force
DD276152A5 (de) Zweiseitiger drucksensor
WO1996005492A1 (de) Kraft- oder dehnungssensor
DE918051C (de) Laengenmass mit Temperaturausgleich
DE2164896C3 (de) MeBzelle für Druck oder Differenzdruck
DE69522036T2 (de) Wandler für Hinweisanordnung mit Dickschichtwiderständen als Dehnungssensoren
DE2262032C3 (de) Elektromechanischer Kraft- oder DruckmeBwandler
DE1924183A1 (de) Messeinsatz mit Metallfaltenbalg und angekoppelter,mit Dehnungsmessstreifen versehener Biegefeder,vorzugsweise zum Einbau in den Druckraum eines Differenzdruckmesssystems
DE1465112A1 (de) Im Vakuum niedergeschlagene Halbleiterschichten fuer Elasto-Widerstandselemente
DE858144C (de) Elektrischer Dehnungsmesser
DE4125398A1 (de) Drucksensor und kraftsensor
DE2333503C2 (de) Vorrichtung zum Messen von Kräften oder Drucken
DE2448629C3 (de) Differenzdruck Meßzelle
DE2234025A1 (de) Kraftmesseinrichtung
DE3122866C2 (de) Meßeinrichtung
DE2856607C2 (de) Kraftaufnehmer zur Messung von auf einen Prüfkörper einwirkenden Kräften
DE1648725B2 (de) Messwertwandler
DE102017108582A1 (de) Schichtwiderstand und Dünnfilmsensor
DE2710741A1 (de) Vorrichtung zum messen von kraeften und druecken
CH640048A5 (en) Strainometer
AT256508B (de) Einrichtung zur Gewichts-, Kraft- oder Druckmessung