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DE3703730C2 - - Google Patents

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Publication number
DE3703730C2
DE3703730C2 DE19873703730 DE3703730A DE3703730C2 DE 3703730 C2 DE3703730 C2 DE 3703730C2 DE 19873703730 DE19873703730 DE 19873703730 DE 3703730 A DE3703730 A DE 3703730A DE 3703730 C2 DE3703730 C2 DE 3703730C2
Authority
DE
Germany
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lever
spring
axis
force
comparison
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.)
Expired
Application number
DE19873703730
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English (en)
Other versions
DE3703730A1 (de
Inventor
Lothar 6082 Moerfelden De Kemmler
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.)
Samson AG
Original Assignee
Samson AG
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 Samson AG filed Critical Samson AG
Priority to DE19873703730 priority Critical patent/DE3703730A1/de
Publication of DE3703730A1 publication Critical patent/DE3703730A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3703730C2 publication Critical patent/DE3703730C2/de
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/06Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for operation by a null method
    • G01D3/066Balancing a force which represents the measuring value, by means of a reference force

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen drehmomentkompensierenden Meßumformer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des diesem nebengeordneten Patentanspruchs 6.
Drehmomentkompensierende Meßumformer dieser Art sind beispielsweise aus der DE 30 17 321 A1 bekannt. Dabei soll das am Vergleichshebel angreifende Drehmoment, welches durch eine stromdurchflossene Ringspule in Verbindung mit einem Permanentmagneten hervorgerufen wird, möglichst proportional dem Drehmoment zugeordnet werden, welches einen am Boden eines Federbalges wir­ kenden Luftdruck erzeugt. In einem rechtwinkligen Koor­ dinatensystem müßte sich der Zusammenhang zwischen dem elektrischen Eingangsstrom und dem Ausgangsluftdruck durch eine im Idealfall gerade Linie durch einen Null­ punkt darstellen lassen. In der Realität weicht die den Zusammenhang darstellende Linie jedoch von der idealen Geraden ab. Im folgenden wird die durch die vorgenannte Linie dargestellte Funktion als Übertragungsfunktion, ihre Neigung als Übertragungsfaktor und ihre Abweichung von der idealen linearen Übertragungsfunktion mit kon­ stantem Nullpunkt als Übertragungsfehler bezeichnet.
Verschiedene physikalische Einflüsse sind die Ursache dafür, daß die Übertragungsfunktion lediglich durch eine Linie darstellbar ist, die sich bis zu ca. 2% des maximalen Wertes der Ausgangs- bzw. Eingangsgröße von der idealen Geraden mit konstantem Nullpunkt entfernt. Ein Teil dieser Übertragungsfehler ist temperaturabhän­ gig, wobei hierbei der Übertragungsfaktor in der Regel mit der Umgebungstemperatur steigt oder fällt oder aber der Nullpunkt sich verschiebt oder aber beide Fehler gleichzeitig auftreten. Aus der DE 30 17 859 A1 ist es bereits grundsätzlich bekannt, mit Hilfe z. B. eines Bimetallstreifens die Temperaturabhängigkeit eines derartigen temperaturabhängigen Übertragungsfak­ tors bei Meßumformern der eingangs genannten Art zu kompensieren.
Die Übertragungsfunktion wird aber nicht nur durch die Umgebungstemperatur beeinflußt, sondern auch durch unerwünschte Fehlkräfte beim Drehmomentenvergleich.
Auch bei konstanter Temperatur treten Übertragungsfeh­ ler auf. Mann kann zwar einen Umformer so einstellen, daß sich seine reale Übertragungsfunktion beim klein­ sten und beim größten Drehmoment mit der idealen li­ nearen Übertragungsfunktion schneidet, in den Zwischen­ werten weicht sie jedoch von der Geraden ab, und zwar in der Regel nur in einer Richtung, nämlich nach oben oder nach unten.
Eine Ursache für diesen temperaturunabhängigen Übertra­ gungsfehler ist beispielsweise in dem üblicherweise verwendeten Federbalg zu suchen. Federbälge (Federroh­ re) verhalten sich nicht wie ein reibungsfreier Kolben in einem Zylinder, sondern ihre wirksame Fläche verän­ dert sich mit der Druckbelastung, und zwar abhängig von der Gestalt der Federbalgwellen. Durch diese Eigen­ schaft wird der Übertragungsfaktor druckabhängig. Vor­ aussetzung für einen konstanten Übertragungsfaktor ist jedoch, daß das vom Federrohr am Vergleichshebel er­ zeugte Drehmoment proportional dem Luftdruck ist.
Weitere druckabhängige Übertragungsfehler kommen durch toleranzbedingte Exzentrizitäten des Federbalgbodens oder des Kraftabgriffes im Federbalgboden gegenüber der Federbalgachse zustande. Fehler entstehen auch dadurch, daß der Druck innerhalb der Auslaßdüse - selbst bei den kleinen Winkeln, um die sich der Vergleichshebel beim Kompensationsvorgang dreht - nicht streng linear dieser Winkelbewegung zugeordnet ist. Im Zusammenhang mit der u. a. durch den Federbalg bedingten Eigensteife der Anordnung werden daher ausgangs- bzw. eingangsgrößenab­ hängige Übertragungsfehler erzeugt; auch Nichtlineari­ täten des Verstärkers führen zu ungeraden Übertragungs­ funktionen.
Aus der AT-PS 1 07 533 ist es bekannt, bei einem Manome­ ter zwischen einer Röhrenfeder und einem Hebelwerk für die Anzeige eine federnde Verbindung vorzusehen. Hinge­ wiesen wird weiter auf die DE 31 43 061 A1, in der bereits ein Vorschlag zur Beseitigung der Nichtlineari­ tät eines Meßgeräts gemacht wird. Der DE-OS 24 40 228 ist ein Meßwertumformer zu entnehmen, der mit einem Vergleichshebel mit Gelenk versehen ist. Der DE 26 44 330 A1 ist der Vorschlag zu entnehmen, einen Meßum­ former mit einem mit einem Federgelenk versehenen Ver­ gleichshebel auszubilden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Meßum­ former gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 6 derart weiterzubilden, daß die temperaturabhängigen Übertragungsfehler, ggf. in Kombination mit temperatur­ abhängigen Übertragungsfehlern, mit einfachen Mitteln kompensierbar sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 bzw. des diesem nebengeordneten Patenanspruchs 6 gelöst. Die Unteran­ sprüche gegeben vorteilhafte Ausgestaltungen an.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zu­ grunde, daß es gelingt, die beim Stand der Technik auftretenden temperaturunabhängigen Übertragungsfehler dadurch auszumerzen, daß man die Meßkraft nicht unmit­ telbar auf den drehmomentkompensierenden Vergleichshe­ bel einwirken läßt, sondern über eine federnde Verbin­ dung zwischen einem der Meßkraftwandler und dem Ver­ gleichshebel, die dafür sorgt, daß der bzw. die Kraft­ wandler bei Veränderung der Eingangs- bzw. Ausgangs­ größe einen größeren Weg durchlaufen als bei starrer Anlenkung an den Vergleichshebel. Dieser Ausschlag kann beispielsweise dazu benutzt werden, mit Hilfe eines Hebelgestänges den Angriffsradius des betreffenden Meßkraftwandlers der Eingangs- oder Ausgangsgröße am Vergleichshebel zu verändern. Selbstverständlich ist es auch denkbar, den Angriffsradius des Meßkraftwandlers der Eingangsgröße oder auch beide zu verändern.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Meßumformers im Längsschnitt senkrecht zur Drehachse des Vergleichshebels;
Fig. 1a den Meßumformer von Fig. 1 in ausgelenk­ ter Stellung des dort vorgesehenen He­ belgestänges;
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Meßumformers in Fig. 1 entsprechender Darstellung; und
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Meßumformers in Fig. 1 und 2 entspre­ chender Darstellung.
Wie Fig. 1 erkennen läßt, weist der Meßumformer, bei dem es sich hier ebenso wie bei den weiter unten anhand von Fig. 2 und 3 noch zu erläuternden Ausführungsbei­ spielen um einen elektro-pneumatischen i/p-Meß- bzw. Stellumformer handelt, einen Vergleichshebel 10 auf, der mittels eines Kreuzfedergelenkes 12 am Grundkörper 14 des betreffenden Geräts schwingbar gelagert ist. Am freien Ende des Vergleichshebels 10 ist eine Ringspule 16 befestigt, der durch Leitungen 18, 20 die elektri­ schen Impulse eines elektronischen Meßgerätes, z. B. eines Temperaturmeßgerätes, zugeführt werden. Die Ring­ spule 16 taucht in einem entsprechenden Ringspalt 22 eines im Grundkörper 14 angeordneten Permanentmagneten 24. Gegenüber einer am Vergleichshebel 10 vorgesehenen Prallplatte 26 befindet sich eine Düse 28, die über eine Leitung 30 und eine Drossel 32 mit der bei Z eintretenden Zuluft gespeist wird. Das Düse-Prallplat­ te-System steuert in bekannter Weise einen an die Lei­ tung 30 angeschlossenen Verstärker 34, dessen Aus­ trittsleitung 36 über einen Impulsraum 38 zu der den Ausgangsdruck PA abgebenden Ausgangsdruckleitung 40 führt. Ein in den Impulsraum 38 ragender, mit Boden versehener Federbalg 42, der als Meßkraftwandler dient, ist mit dem Vergleichshebel 10 durch einen Übertra­ gungshebel 44 verbunden, wodurch das Hebelsystem ausge­ wogen wird.
In seinem vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläu­ terten Grundaufbau entspricht der Meßumformer gemäß Fig. 1 dem Meßumformer, wie er in der DE 30 17 321 A1 beschrieben ist, auf zur näheren Erläuterung der Wirkungsweise insoweit verwiesen wird. Dasselbe gilt für die Grundform des Meßumformers bei den Ausführungs­ beispielen gem. Fig. 2 und 3, wobei lediglich in Fig. 2 noch eine Einrichtung 46 zur Regulierung der Nullstel­ lung des Systems wiedergegeben ist, die jedoch eben­ falls aus der DE 30 17 321 A1 bekannt und in dieser erläutert ist. Insoweit entspricht der Meßumformer nach den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1, Fig. 2 und 3 also dem Stand der Technik, mit Ausnahme allerdings der Art der Verbindung des Übertragungshebels 44 mit dem Vergleichshebel 10, gem. Fig. 1 und Fig. 3, auf die weiter unten noch eingegangen wird, während bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 eine starr mit dem Boden des Federbalges 42 versehene Balgstange 43 vorgesehen ist.
Es ist nun bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eine Möglichkeit zur Linearisierung der realen Übertragungs­ funktion, die bereits weiter oben, definiert wurde, mittels eines Justiervorganges in der Weise, daß sich der Funktionsverlauf einer idealen Geraden erheblich nähert, vorgesehen, daß das krafterzeugende Teil für den Meßkraftwandler für die Ausgangsgröße, nämlich für den Federbalg 42, mit dem Vergleichshebel 10 federnd verbunden ist, und zwar wie folgt: Auf dem Vergleichs­ hebel 10 und gegen diesen verschiebbar ist ein Lager­ bock 48 angeordnet. Dieser Lagerbock trägt ein mög­ lichst reibungsarmes Lager 50, auf dem ein Hebelarm 52 gelagert ist, dessen Hebelarmachse somit in dem Lager 50 liegt. Am in der Zeichnung gesehen oberen Ende des Hebelarmes 52 befindet sich eine Lagerstelle 54, in die eine Zugfeder 56 eingehängt ist. Das andere Ende der Zugfeder 56 hängt an einer Achse, die in einem Federla­ ger 58 angeordnet ist, welches sich gegenüber einem Schlitten 60 in Richtung des vertikalen Doppelpfeiles gemäß Fig. 1 bewegen und fixieren läßt. Die Zugfeder 56 kann also mehr oder weniger vorgespannt werden. Der Schlitten 60 seinerseits kann gegenüber dem Lagerbock 48 in Richtung des in Fig. 1 horizontal eingezeichneten Doppelpfeiles verschoben und fixiert werden. Am in der Zeichnung gesehen unteren Ende des Hebelarmes 52 ist ein reibungsarmes Drehlager 62 zu erkennen, in dem eine Knickachse einer Gelenkverbindung zwischen dem Hebelarm 52 und dem Übertragungshebel 44 liegt. Der Übertra­ gungshebel 44 ist mittels eines reibungsarmen Drehla­ gers 64 mit dem Federbalgboden des Federbalges 42 ver­ bunden, wobei also in dem Drehlager 64 eine zu der durch das Kreuzfedergelenk 12 definierten Drehachse des Vergleichshebels 10 parallele Schwenkachse des Übertra­ gungshebels 44 liegt, die ihrerseits wiederum parallel zu der durch das Drehlager 62 definierten Knickachse zwischen dem Übertragungshebel 44 und dem Hebelarm 52 sowie zu der durch das Lager 50 definierten Hebelarm­ achse liegt. Der Lagerbock 48 ist auf dem Vergleichshe­ bel 10 und der Schlitten 60 ist auf dem Lagerbock 48 so eingestellt, daß das Lager 50 um einen geringen Betrag nach, in der Zeichnung gesehen, links von der Verbin­ dungslinie der Achse des Federlagers 58 mit dem Drehla­ ger 64 abweicht (durch Mittellinien angedeutet), so daß bei einer Abwärtsbewegung des in Fig. 1 gesehen rechts von der Drehachse des Kreuzfedergelenkes 12 gelegenen Teiles des Vergleichshe­ bels 10 das Drehlager 62 unter Einknicken des durch den Übertragungshebel 44 und den Hebelarm 52 definierten Hebelgestänges in die in Fig. 1a gezeigte Auslenkstel­ lung bewegt wird.
In der in Fig. 1a gezeigten Stellung des Lagers 50 ist auch der Übertragungshebel 44 gegen den Uhrzeigersinn von der Mittellinie weggedreht. Wenn im Impulsraum 38 ein Druck entsteht, nähert sich der Boden des Federbal­ ges 42 dem Vergleichshebel 10, denn er ist nur federnd mit ihm verbunden. Bei dieser Bewegung des Federbalgbo­ dens dreht sich der Hebelarm 52 im Uhrzeigersinn, der Übertragungshebel 44 hingegen entgegengesetzt zum Uhr­ zeigersinn. Der Betrag der Drehwinkel hängt von den geometrischen Maßen der Hebelanordnung ab, ferner auch von der Vorspannung der Zugefeder 56. Die Bewegung des Federbalgbodens des Federbalges 42 kommt zur Ruhe, wenn die Zugfeder 56, die sich beim Ausschlag des Federbalg­ bodens verlängern muß, genügend stark gespannt ist. Jeder Kraft auf dem Federbalgboden des Federbalges 42 bzw. jedem Druck im Impulsraum 38 entspricht eine be­ stimmte Längung der Zugfeder 56 und ein bestimmter Ausschlag des Übertragungshebels 44 bzw. des Hebelarmes 52. Da der Übertragungshebel 44 sich gegen den Uhrzei­ gersinn dreht, wird das Drehmoment, welches durch den Federbalgboden des Federbalges 42 auf den Vergleichshe­ bel 10 ausgeübt wird, mit steigendem Druck kleiner, denn das Drehlager 62 nähert sich der Drehachse des Vergleichshebels 10, die durch das Kreuzfedergelenk 12 definiert ist.
Selbst wenn der Federbalg 42 eine ausschlagsunabhängige Wirkfläche hätte, würde sich das von ihm auf den Ver­ gleichshebel 10 ausgeübte Drehmoment mit wachsendem Druck im Impulsraum 38 verkleinern, sofern nicht die vorgeschlagenen Kompensationsmaßnahmen vorgesehen wären. Durch Veränderung der Vorspannung der Zugfeder 56 kann der Faktor, um den sich das auf den Vergleichshebel 10 ausgeübte Drehmoment verkleinert, verändert werden. Man verändert die Vorspannung der Zugfeder 56 oder aber die Außermittigkeit des Lagers 50 oder auch beides solange, bis die von der druckab­ hängigen Wirkfläche des Federbalges 42 entstehende Druckabhängigkeit der Übertragungsfunktion möglichst weitgehend kompensiert ist.
Wird der Lagerbock 48 gegen den Schlitten 60 und den Vergleichshebel 10 so verschoben, daß das Lager 50 in Fig. 1 gesehen rechts von der Verbindungslinie zwischen dem Federlager 58 und dem Drehlager 64 zu liegen kommt, so dreht sich bei Druckanstieg im Impulsraum 38 der Übertragungshebel 44 im Uhrzeigersinn, während sich der Hebelarm 52 gegen den Uhrzeigersinn dreht. Hierdurch wird erreicht, daß bei steigendem Ausgangsdruck das Drehmoment auf dem Vergleichshebel 10 vergrößert wird, wenn sich der Abstand des Drehlagers 62 von der Drehachse des Vergleichshebels 10 vergrößert. Auch hier kann die Kompensationswirkung durch die Federvorspannung und durch die Veränderung der gegenseitigen Anordnung des Drehlagers 64 und des Lagers 50 solange verändert wer­ den, bis eine optimale Kompensation der Wirkflächenän­ derung oder andere, die Übertragungsfunktion beeinflus­ sende Fehlerursachen erreicht wird. Man kann also mit der vorstehend beschriebenen Anordnung, wie sie Gegen­ stand des Ausführungsbeispieles gem. Fig. 1 ist, reale Übertragungsfunktionen, welche sich zwar beim niedrig­ sten Eingangs- bzw. Ausgangswert und höchsten Eingangs- bzw. Ausgangswert mit der idealen geraden Übertragungs­ funktion schneiden, sonst aber von dieser nach oben oder unten abweichen, linearisieren.
Mit Hilfe der federnden Verbindung zwischen Meßkraft­ wandler und Vergleichshebel 10 können in manchen Fällen Übertragungsfehler kompensiert werden, ohne daß sich die Angriffsradien der Meßkräfte am Vergleichshebel 10 ändern müßten. Hierzu ist das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 geeignet. Dabei ist das krafterzeugende Teil des Meßkraftwandlers für die Eingangsgröße, nämlich die Ringspule 16, über ein Parallelfedergelenk 66 mit dem Vergleichshebel 10 verbunden. Das Parallelfederge­ lenk 66 ist dabei einerseits an einem Ansatz 68 der Ringspule 16 und andererseits an einem Vorsprung 70 des Vergleichshebels 10 befestigt. Infolge dieser Anordnung wird bei Ausschlag der Ringspule 16 der Angriffsradius der Meßkraft bezüglich des Vergleichshebels 10 kaum verändert. Da die Feldstärke des Magnetfeldes, welches die Ringspule 16 durchflutet, von der geometrischen Lage der Ringspule 16 in bezug auf den Permanentmagne­ ten 24 abhängt und die Meßkraft proportional der Feld­ stärke ist, kann man die Anfangsstellung der Ringspule 16 im Ringspalt 22 so einstellen, daß die Kraft, welche die Ringspule 16 bei ihrem Ausschlag auf den Ver­ gleichshebel 10 ausübt, mit diesem Ausschlag zunimmt oder abnimmt.
Ein besonders einfaches Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 wiedergegeben. Hier ist auf dem Vergleichshebel 10 wiederum in Richtung des horizontal gezeichneten Doppelpfeiles hin- und herbeweglich der Lagerbock 48 angeordnet. An dem Lagerbock 48 ist ein Justierblech 72 durch Schweißung befestigt, welches an seinem in der Zeichnung links gezeigten Ende einen senkrecht nach oben zeigenden Schenkel 74 trägt. Auf dem Schenkel 74 ist ein Federblech 76 durch Punkt­ schweißung befestigt, welches an seinem in der Zeich­ nung gesehen unteren Ende über das auch hier vorgese­ hene Drehlager 62 gelenkig mit dem Übertragungshebel 44 verbunden ist. Der Übertragungshebel 44 wiederum ist mittels des reibungsarmen, z. B. federgelenkartig ausge­ bildeten Drehlagers 64 am Federbalgboden des Federbal­ ges 42 gelagert. Das Federblech 76 verkörpert bei die­ sem Ausführungsbeispiel zugleich den Hebelarm 52 des Ausführungsbeispieles von Fig. 1, ebenso wie die dort vorgesehene Zugfeder 56 die bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 in das Federblech 76 integriert ist. Wenn die Mittellinie des Federbleches 76 und die Längsmittel­ achse des Übertragungshebels 44 eine senkrecht nach oben zeigende gerade Linie bilden, dann verhält sich die Anordnung nahezu wie die Anordnung nach dem Stand der Technik mit starrer Verbindung zwischen dem Feder­ balgboden des Federbalges 42 und dem Vergleichshebel 10. Verkleinert man jedoch durch Biegung des Federble­ ches 76 den Winkel zwischen dem Schenkel 74 und dem angebogenen Schenkel des Justierbleches 72 und/oder verschiebt man gleichzeitig den Lagerbock 48 auf dem Vergleichshebel 10, so wird bei steigendem Luftdruck im Impulsraum 38 das Federblech 76 dergestalt gebogen, daß der Angriffsradius der Druckkraft im Impulsraum 38 am Vergleichshebel 10 kleiner wird (durch Mittellinien angedeutet).
Welchen Betrag diese Verkleinerung hat, hängt davon ab, wie steif das Federblech 76 ist, wie stark der Schenkel 74 gegenüber dem angebogenen Schenkel des Justier­ bleches 72 verbogen ist und um welchen Betrag der Lagerbock 48 gegen den Vergleichshebel 10 verschoben wird. Stellt man mit einer Biegezange zwischen dem Schenkel 84 und dem angeschweißten Schenkel des Ju­ stierbleches 72 einen stumpfen Winkel ein, so nimmt der Angriffsradius der Meßkraft am Vergleichshebel 10 mit dem Druck in dem Impulsraum 38 zu.
Ganz besonders vorteilhaft ist das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel in der hier beschriebenen Form, wobei nämlich das Federblech 76 nicht aus einem einfa­ chen Federband besteht, sondern aus einem Bimetall­ streifen. Hierdurch läßt sich mit der Linearisierungs­ justierung gleichzeitig eine Justierung der Tempera­ turabhängigkeit des Übertragungsfaktors erzielen.

Claims (15)

1. Drehmomentkompensierender Meßumformer, mit einem ersten, ein erstes krafterzeugendes Teil aufweisenden Meßkraftwandler für eine Eingangsgröße als Meßkraft, einem zweiten, ein zweites krafterzeugendes Teil auf­ weisenden Meßkraftwandler für eine Ausgangsgröße als Meßkraft und einem an einer Drehachse drehbar gelager­ ten Vergleichshebel, an dem die Meßkraftwandler ange­ ordnet sind, wobei die am Vergleichshebel ein Drehmo­ ment erzeugenden Meßkräfte miteinander vergleichbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das erste krafterzeu­ gende Teil (Ringspule 16) über eine senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung verlaufende und um eine parallel zur Drehachse (Kreuzfedergelenk 12) des Vergleichshebels liegende Biegeachse verbiegbare Biegefederanordnung oder ein Parallelfedergelenk (66) mit dem Vergleichshe­ bel (10) federnd verbunden ist.
2. Meßumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß sich bei Vergrößerung der Meßkraft das federnd mit dem Vergleichshebel (10) verbundene erste krafter­ zeugende Teil (Ringspule 16) dem Vergleichshebel auf einer Bahn nähert, deren Krümmungsmittelpunkt auf der Drehachse (Kreuzfedergelenk 12) des Vergleichshebels (10) liegt.
3. Meßumformer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steife der Biegefederanordnung oder des Parallelfedergelenkes (66) einstellbar ist, vorzugsweise durch Beschleifen in der Breite.
4. Meßumformer nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegefederanord­ nung oder das Parallelfedergelenk (66) außerhalb einer die Drehachse (Kreuzfedergelenk 12) des Vergleichs­ hebels (10) enthaltenden und senkrecht zur Bewegungs­ richtung des ersten krafterzeugenden Teiles (Ringspule 16) liegenden Ebene angeordnet ist.
5. Meßumformer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Biegefederanordnung bzw. das Parallelfe­ dergelenk (66) bei nicht-linearer Weg/Kraft-Charakte­ ristik eines (Ringspule 16) der krafterzeugenden Teile (Ringspule 16; Federbalg 42) an einem senkrecht zu einer die Drehachse (Kreuzfedergelenk 12) des Ver­ gleichshebels (10) enthaltenden und senkrecht zur Bewe­ gungsrichtung des ersten krafterzeugenden Teiles (Ring­ spule 16) liegenden Ebene vorstehenden Vorsprung (70), vorzugsweise einem ersten Stehbolzen einerseits und einem parallel hierzu verlaufenden Ansatz (68), vor­ zugsweise einem zweiten Stehbolzen, des ersten krafter­ zeugenden Teiles (Ringspule 16) des ersten Meßkraft­ wandlers andererseits angebracht ist.
6. Drehmomentkompensierender Meßumformer, mit einem ersten, ein erstes krafterzeugendes Teil aufweisenden Meßkraftwandler für eine Eingangsgröße als Meßkraft, einem zweiten, ein zweites krafterzeugendes Teil auf­ weisenden Meßkraftwandler für eine Ausgangsgröße als Meßkraft und einem an einer Drehachse drehbar gelager­ ten Vergleichshebel, an dem die Meßkraftwandler ange­ ordnet sind, wobei die am Vergleichshebel ein Drehmo­ ment erzeugenden Meßkräfte miteinander vergleichbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite krafter­ zeugende Teil (Federbalg 42) über ein Hebelgestänge mit Feder (Übertragungshebel 44, Hebelarm 52, Zugefeder 56; Übertragungshebel 44, Federblech 76) mit dem Ver­ gleichshebel (10) verbunden ist, welches einen an dem zweiten krafterzeugenden Teil (Federbalg 42) mit zur Drehachse (Kreuzfedergelenk 12) des Vergleichshebels (10) paralleler Schwenkachse (Drehlager 64) angelenkten Übertragungshebel (44) aufweist, mit dessen der Schwenkachse (Drehlager 64) abgewandtem Ende mit zu der Schwenkachse (Drehlager 64) paralleler Knickachse (Drehlager 62) ein Hebelarm (Hebelarm 52; Federblech 76) gelenkig verbunden ist, der seinerseits über eine Federanordnung (Zugfeder 56; Federblech 76) auf den Vergleichshebel (10) einwirkt.
7. Meßumformer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß sich bei Vegrößerung der Meßkraft das federnd mit dem Vergleichshebel (10) verbundene zweite krafter­ zeugende Teil (Federbalg 42) dem Vergleichshebel (10) auf einer Bahn nähert, deren Krümmungsmittelpunkt au­ ßerhalb der Drehachse (Kreuzfedergelenk 12) des Ver­ gleichshebels (10) liegt.
8. Meßumformer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steife der Federanordnung (Hebelarm 52, Zugfeder 56; Federblech 76) einstellbar ist, vorzugs­ weise durch Veränderung der Federspannung der Zugfeder (56) oder durch Beschleifen der Breite des Federblechs (76).
9. Meßumformer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Abstand des Angriffspunktes der Federanordnung (Hebelarm 52, Zugfeder 56; Federblech 76) von der Drehachse (Kreuzfedergelenk 12) des Ver­ gleichshebels (10) einstellbar ist.
10. Meßumformer nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Line­ arisierung der Abstand der Hebelarmachse (Lager 50) von der Drehachse (Kreuzfedergelenk 12) des Vergleichshe­ bels (10) einstellbar ist.
11. Meßumformer nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Knickachse (Drehlager 62) wahlweise auf der der Drehachse (Kreuzfedergelenk 12) des Vergleichshebels (10) zugekehrten oder auf der der Drehachse (Kreuzfedergelenk 12) abgekehrten Seite einer die Schwenkachse (Drehlager 64) und die Hebelarm­ achse (Lager 50) aufweisenden Ebene angeordnet werden kann.
12. Meßumformer nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelarm (52) als zweiarmiger Hebel und die Federanordnung als einstell­ bare Zugfeder (56) ausgebildet ist.
13. Meßumformer nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelarm des Hebelge­ stänges mit Feder zumindest im Bereich seines der Knickachse (Drehlager 62) abgelegenen Endes als an dem Vergleichshebel (10) angreifende Biegefeder (Federblech 76) ausgebildet ist.
14. Meßumformer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Biegefeder als Federblech (76) ausgebildet ist.
15. Meßumformer nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Federanordnungen (Zugfeder 56; Parallelfedergelenk 66; Federblech 76) zumindest teilweise aus temperatur­ kompensierendem Bimetallmaterial besteht.
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DE3143061C2 (de) * 1981-10-30 1986-07-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München Verfahren zur individuellen Bemessung der Länge der Zugstange und des Segmenthebels eines Überdruckmeßgerätes

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DE3703730A1 (de) 1988-08-18

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