JPH04265829A - 計量システムのためのディスク形状トランスデューサ - Google Patents
計量システムのためのディスク形状トランスデューサInfo
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- JPH04265829A JPH04265829A JP3281459A JP28145991A JPH04265829A JP H04265829 A JPH04265829 A JP H04265829A JP 3281459 A JP3281459 A JP 3281459A JP 28145991 A JP28145991 A JP 28145991A JP H04265829 A JPH04265829 A JP H04265829A
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- G01G3/141—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being disc or ring shaped
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、互いに平行且つ測定さ
れるパワーの作用方向に対して平行に延在する表面を具
え、前記表面の少なくとも一つに、パワーに依存する奇
形を有効な信号に変換するための検出素子を設けている
計量システムのためのディスク形状トランスデューサに
関するものである。
れるパワーの作用方向に対して平行に延在する表面を具
え、前記表面の少なくとも一つに、パワーに依存する奇
形を有効な信号に変換するための検出素子を設けている
計量システムのためのディスク形状トランスデューサに
関するものである。
【０００２】この種のトランスデューサは、検出素子を
具え、せん断応力の原理に従って作動する、計量システ
ムのためのロードセルの一部を構成する。
具え、せん断応力の原理に従って作動する、計量システ
ムのためのロードセルの一部を構成する。
【０００３】
【従来の技術】この種のロードセルは、例えば刊行物
” Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｌｏａｄ Ｃｅｌｌｓ，
１９８６ ”， Ｒｅｖｅｒｅ Ｃｏｒｐ．ｏｆ
Ｅｕｒｏｐｅ ＧｍｂＨ，６３８２ Ｆｒｉｅｄｒｉｃ
ｈｓｄｏｒｆ ２，ＤＥ より既知である。この引用刊
行物に記載されているＳＳＢ タイプのロードセルは、
測定されるパワーの作用方向に対して直交する方向に開
口を有する圧縮的な付加をかけられた部材を具え、この
ほぼ中心にトランスデューサを配置している。したがっ
て、トランスデューサは、２個の対称的なチャンバーに
分離する仕切りを形成する。ディスク形状トランスデュ
ーサの表面のほぼ中心に、検出素子として機能するひづ
みゲージを設ける。ひづみゲージを電気的に接続するた
めに、測定されるパワーの作用方向に平行に延在するト
ランスデューサの中心線に沿って、開口を設ける。これ
らの開口は、トランスデューサのスチフネスを調整する
役割も果たす。
” Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｌｏａｄ Ｃｅｌｌｓ，
１９８６ ”， Ｒｅｖｅｒｅ Ｃｏｒｐ．ｏｆ
Ｅｕｒｏｐｅ ＧｍｂＨ，６３８２ Ｆｒｉｅｄｒｉｃ
ｈｓｄｏｒｆ ２，ＤＥ より既知である。この引用刊
行物に記載されているＳＳＢ タイプのロードセルは、
測定されるパワーの作用方向に対して直交する方向に開
口を有する圧縮的な付加をかけられた部材を具え、この
ほぼ中心にトランスデューサを配置している。したがっ
て、トランスデューサは、２個の対称的なチャンバーに
分離する仕切りを形成する。ディスク形状トランスデュ
ーサの表面のほぼ中心に、検出素子として機能するひづ
みゲージを設ける。ひづみゲージを電気的に接続するた
めに、測定されるパワーの作用方向に平行に延在するト
ランスデューサの中心線に沿って、開口を設ける。これ
らの開口は、トランスデューサのスチフネスを調整する
役割も果たす。
【０００４】このようなロードセルの動作の正確性は、
トランスデューサの線形性、及び特にヒステリシスに依
存している。線形性は、実質的に幾何学的な構造によっ
てのみ決定される。
トランスデューサの線形性、及び特にヒステリシスに依
存している。線形性は、実質的に幾何学的な構造によっ
てのみ決定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ヒステ
リシス、すなわち奇形した部材の出力信号が先の奇形プ
ロセス、特に奇形の量及び方向に依存するということは
、材料の特性であり、したがって、材料に依存している
。材料に依存するヒステリシス成分は、たとえ材料を注
意深く選択したとしても完全に取り除くことはできない
ため、既知のロードセルの正確性は、かなり制限されて
いた。このような欠点は、特に校正を行わなければなら
ない場合に顕著である。
リシス、すなわち奇形した部材の出力信号が先の奇形プ
ロセス、特に奇形の量及び方向に依存するということは
、材料の特性であり、したがって、材料に依存している
。材料に依存するヒステリシス成分は、たとえ材料を注
意深く選択したとしても完全に取り除くことはできない
ため、既知のロードセルの正確性は、かなり制限されて
いた。このような欠点は、特に校正を行わなければなら
ない場合に顕著である。
【０００６】更に既知のロードセルには、過負荷の場合
に所望の正確性を喪失してしまうという欠点がある。
に所望の正確性を喪失してしまうという欠点がある。
【０００７】本発明の目的は、少なくとも１個の検出素
子を用いて検出を行う場合、準ヒステリシス解放状態の
校正可能有効信号を供給する、計量システムのためのト
ランスデューサを提供せんとするにある。
子を用いて検出を行う場合、準ヒステリシス解放状態の
校正可能有効信号を供給する、計量システムのためのト
ランスデューサを提供せんとするにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、互いに平行且つ測定されるパワーの作用方
向に対して平行に延在する表面を具え、前記表面の少な
くとも一つに、パワーに依存する奇形を有効な信号に変
換するための検出素子を設けている計量システムのため
のディスク形状トランスデューサにおいて、該トランス
デューサが、パワーの作用方向に平行な中心線と、これ
に直交する中心線とによって形成される４個のサブ・フ
ェイスを具え、一点のみで互いに隣接する前記サブ・フ
ェイスの中の少なくとも２個が、それぞれに小断面積部
分を具え、ヒステリシス効果を補償することを特徴とす
る。
に本発明は、互いに平行且つ測定されるパワーの作用方
向に対して平行に延在する表面を具え、前記表面の少な
くとも一つに、パワーに依存する奇形を有効な信号に変
換するための検出素子を設けている計量システムのため
のディスク形状トランスデューサにおいて、該トランス
デューサが、パワーの作用方向に平行な中心線と、これ
に直交する中心線とによって形成される４個のサブ・フ
ェイスを具え、一点のみで互いに隣接する前記サブ・フ
ェイスの中の少なくとも２個が、それぞれに小断面積部
分を具え、ヒステリシス効果を補償することを特徴とす
る。
【０００９】注目すべきことには、小断面積部分又は厚
さの薄い部分を具えている本発明によるトランスデュー
サの構成が、トランスデューサ内のパワーフラックスの
偏向度及び／又は集中度による材質依存ヒステリシスの
低減を行うのに好適であることを、試験によって確かめ
た。更に、本発明によるトランスデューサが、過負荷の
影響を特に受けないことが、過負荷試験によって確かめ
られた。このため、校正が必要とされる場合に極めて好
適に用いることのできるトランスデューサを実現するこ
とができる。
さの薄い部分を具えている本発明によるトランスデュー
サの構成が、トランスデューサ内のパワーフラックスの
偏向度及び／又は集中度による材質依存ヒステリシスの
低減を行うのに好適であることを、試験によって確かめ
た。更に、本発明によるトランスデューサが、過負荷の
影響を特に受けないことが、過負荷試験によって確かめ
られた。このため、校正が必要とされる場合に極めて好
適に用いることのできるトランスデューサを実現するこ
とができる。
【００１０】本発明による他の例では、最大パワーフラ
ックス領域に位置する前記サブ・フェイスが、それぞれ
小断面積部分を具えることができる。ヒステリシス補償
効果を高めるために、択一的に前記サブ・フェイスの４
個すべてが、小断面積部分を具えていることができる。 本発明によるこのようなトランスデューサが、単に材質
依存ヒステリシス効果の補償を可能にするのみならず、
負のヒステリシス特性であるかのような検出素子特性を
実現できること明らかである。
ックス領域に位置する前記サブ・フェイスが、それぞれ
小断面積部分を具えることができる。ヒステリシス補償
効果を高めるために、択一的に前記サブ・フェイスの４
個すべてが、小断面積部分を具えていることができる。 本発明によるこのようなトランスデューサが、単に材質
依存ヒステリシス効果の補償を可能にするのみならず、
負のヒステリシス特性であるかのような検出素子特性を
実現できること明らかである。
【００１１】ヒステリシスを低減することによって、完
全な線形特性からの変位が極めて小さなトランスデュー
サを実現することができる。このことは、校正可能なト
ランスデューサの場合特に有利である。
全な線形特性からの変位が極めて小さなトランスデュー
サを実現することができる。このことは、校正可能なト
ランスデューサの場合特に有利である。
【００１２】本発明による好適例では、トランスデュー
サが、円形形状部を有することができる。すなわち、ト
ランスデューサが、前記直交中心線の方向に互いに整列
している半円部分を具えることができる。
サが、円形形状部を有することができる。すなわち、ト
ランスデューサが、前記直交中心線の方向に互いに整列
している半円部分を具えることができる。
【００１３】円形断面を有する開口が前記小断面積部分
を構成することが好ましい。前記開口のそれぞれの中心
点が、前記中心線のいずれか一方に対して４５度±１５
度の角度をなす半径上に位置することが好ましい。前記
サブ・フェイス内の前記開口の直径が、前記円形トラン
スデューサ又は前記半円部分の直径の１０％〜３０％で
あることが好ましい。
を構成することが好ましい。前記開口のそれぞれの中心
点が、前記中心線のいずれか一方に対して４５度±１５
度の角度をなす半径上に位置することが好ましい。前記
サブ・フェイス内の前記開口の直径が、前記円形トラン
スデューサ又は前記半円部分の直径の１０％〜３０％で
あることが好ましい。
【００１４】本発明による好適例では、パワーの作用方
向に平行に延在する中心線上の、前記トランスデューサ
の中心点の両側の縁部に、開口を設けることができる。 これらの開口のヒステリシス補償効果は限られたもので
ある。しかし、これらの開口は、トランスデューサの両
側の表面に配置することのできる、例えばひづみゲージ
として構成される検出素子のリード線のような、接続手
段を受け入れることができる。これらの開口は、トラン
スデューサのスチフネス、又は感度の調整も行う。この
ため、これらの開口の直径が、最大で前記円形トランス
デューサ又は前記半円部分の直径の４０％であることが
好ましい。
向に平行に延在する中心線上の、前記トランスデューサ
の中心点の両側の縁部に、開口を設けることができる。 これらの開口のヒステリシス補償効果は限られたもので
ある。しかし、これらの開口は、トランスデューサの両
側の表面に配置することのできる、例えばひづみゲージ
として構成される検出素子のリード線のような、接続手
段を受け入れることができる。これらの開口は、トラン
スデューサのスチフネス、又は感度の調整も行う。この
ため、これらの開口の直径が、最大で前記円形トランス
デューサ又は前記半円部分の直径の４０％であることが
好ましい。
【００１５】本発明による好適例では、トランスデュー
サが、円形トランスデューサを二分した２個の半円に対
応する２個の半円部分の間に、長方形部分を具えている
。本発明によるこの例では、中心線と、これと４５度の
角度をなす半径と、前記長方形部分の対角線と、該対角
線から半径へと続く前記半円部分の円弧部分とで囲まれ
る領域内の、対応するサブ・フェイスに前記開口の中心
を設けることができる。
サが、円形トランスデューサを二分した２個の半円に対
応する２個の半円部分の間に、長方形部分を具えている
。本発明によるこの例では、中心線と、これと４５度の
角度をなす半径と、前記長方形部分の対角線と、該対角
線から半径へと続く前記半円部分の円弧部分とで囲まれ
る領域内の、対応するサブ・フェイスに前記開口の中心
を設けることができる。
【００１６】好適例では、検出素子は、測定ブリッジ回
路として構成され、例えば薄膜技術を用いてひづみゲー
ジとしてトランスデューサの表面に設け、トランスデュ
ーサそれ自体を高品質材料で作ることができる。
路として構成され、例えば薄膜技術を用いてひづみゲー
ジとしてトランスデューサの表面に設け、トランスデュ
ーサそれ自体を高品質材料で作ることができる。
【００１７】更に、本発明によるトランスデューサを、
すべての実用的なせん断応力ロードセルに用いることが
でき、またロードセルに統合することができる。
すべての実用的なせん断応力ロードセルに用いることが
でき、またロードセルに統合することができる。
【００１８】
【実施例】以下図面を参照して本発明を実施例につき説
明するに、図１は、本発明によるディスク形状のトラン
スデューサを示す図である。このトランスデューサを、
ロードセル１２の開口１１の縁部に配置する。図示され
ているロードセル１２は、パワーＦを受けるせん断応力
セルである。溶接、接着、圧着などによって、トランス
デューサ１０を、ロードセル１２の開口１１に固定する
。またこのトランスデューサ１０は、相互に平行な表面
１４の各々のほぼ中心に、それぞれ検出素子１３を具え
ている。トランスデューサ１０とロードセル１２とを統
合して構成することもできる。
明するに、図１は、本発明によるディスク形状のトラン
スデューサを示す図である。このトランスデューサを、
ロードセル１２の開口１１の縁部に配置する。図示され
ているロードセル１２は、パワーＦを受けるせん断応力
セルである。溶接、接着、圧着などによって、トランス
デューサ１０を、ロードセル１２の開口１１に固定する
。またこのトランスデューサ１０は、相互に平行な表面
１４の各々のほぼ中心に、それぞれ検出素子１３を具え
ている。トランスデューサ１０とロードセル１２とを統
合して構成することもできる。
【００１９】検出素子１３を測定ブリッジ回路として構
成し、例えば薄膜技術を用いて、ひずみゲージとしてト
ランスデューサ１０の表面１４上にたい積させる。これ
らは、圧縮力による負荷を受けている部材、すなわちロ
ードセル１２からトランスデューサ１０に伝達されるパ
ワーに依存する奇形を、好適な電気的に有用な信号に変
換する役割を果たす。２個の表面１４上に検出素子１３
を接続するために、慣例の開口１５を、パワーＦの作用
方向に平行に延在する中心線１７に沿って、トランスデ
ューサ１０の中心点１６の両側に設ける。開口１５を、
トランスデューサ１０の縁部領域に設けることが好まし
い。このようにして、これらは、トランスデューサ１０
のスチフネス又は感度を調整する。開口１５の直径１８
は、最大で、好適円形トランスデューサ１０の半径１９
（図２参照）の４０％であることが好ましい。
成し、例えば薄膜技術を用いて、ひずみゲージとしてト
ランスデューサ１０の表面１４上にたい積させる。これ
らは、圧縮力による負荷を受けている部材、すなわちロ
ードセル１２からトランスデューサ１０に伝達されるパ
ワーに依存する奇形を、好適な電気的に有用な信号に変
換する役割を果たす。２個の表面１４上に検出素子１３
を接続するために、慣例の開口１５を、パワーＦの作用
方向に平行に延在する中心線１７に沿って、トランスデ
ューサ１０の中心点１６の両側に設ける。開口１５を、
トランスデューサ１０の縁部領域に設けることが好まし
い。このようにして、これらは、トランスデューサ１０
のスチフネス又は感度を調整する。開口１５の直径１８
は、最大で、好適円形トランスデューサ１０の半径１９
（図２参照）の４０％であることが好ましい。
【００２０】トランスデューサ１０を、中心線１７と、
これに直交する中心線２０とで４個のサブ・フェイス２
１に細分化する。互いに中心点１６でのみ接触している
、すなわち互いに一点でのみ隣接している少なくとも２
個のサブ・フェイス２１は、小断面積部分又は断面の厚
さが薄い部分を有している。トランスデューサ１０それ
自体の断面２２は、一定の厚さである（図２参照）。
これに直交する中心線２０とで４個のサブ・フェイス２
１に細分化する。互いに中心点１６でのみ接触している
、すなわち互いに一点でのみ隣接している少なくとも２
個のサブ・フェイス２１は、小断面積部分又は断面の厚
さが薄い部分を有している。トランスデューサ１０それ
自体の断面２２は、一定の厚さである（図２参照）。
【００２１】少なくとも、パワーＦの作用による、最大
パワーフラックスを受けるサブ・フェイス２１は、小断
面積部分をそれぞれ有しているのが好ましい。４個のサ
ブ・フェイス２１すべてに、小断面積部分を設けること
も効果的である。その理由は、このようにすることで、
所望のヒステリシス低減効果を増大させることができる
からである。
パワーフラックスを受けるサブ・フェイス２１は、小断
面積部分をそれぞれ有しているのが好ましい。４個のサ
ブ・フェイス２１すべてに、小断面積部分を設けること
も効果的である。その理由は、このようにすることで、
所望のヒステリシス低減効果を増大させることができる
からである。
【００２２】トランスデューサ１０の小断面積部分を、
断面が円形の開口２３として形成することが好ましい。 開口２３の中心点を、中心線１７又は２０に対する角度
２５が４５度±１５度である半径２４上に配置すること
が好ましい。この領域を、図１及び図４において斜線に
て示す。サブ・フェイス２１の開口２３の直径２６は、
円形トランスデューサ１０又は半円部分２７の直径１９
の１０％〜３０％であることが好ましい。
断面が円形の開口２３として形成することが好ましい。 開口２３の中心点を、中心線１７又は２０に対する角度
２５が４５度±１５度である半径２４上に配置すること
が好ましい。この領域を、図１及び図４において斜線に
て示す。サブ・フェイス２１の開口２３の直径２６は、
円形トランスデューサ１０又は半円部分２７の直径１９
の１０％〜３０％であることが好ましい。
【００２３】図２は、図１のラインＢ−Ｂにおける断面
図である。図２は、トランスデューサ１０を配置し固定
するための開口１１を中心に具えているロードセル１２
を明りょうに示す断面図である。断面２２、すなわちト
ランスデューサ１０の厚さは、本来一定である。トラン
スデューサ１０の各表面１４の中心に、各々検出素子１
３を設ける。検出素子１３の接続リード線（図示せず）
を、トランスデューサ１０の両表面１４に通すことがで
きるようにするために、図に示されているように、検出
素子１３の上方と下方とに開口１５を設ける。これらの
開口１５は、トランスデューサ１０のスチフネス又は感
度を調整するように機能する。図１から図３に示されて
いるロードセル１２の形状は、単なる一例であって、本
発明によるトランスデューサ１０を、例えば図４に示さ
れているような種々の形状の、他のロードセル１２に用
いることができること明らかである。
図である。図２は、トランスデューサ１０を配置し固定
するための開口１１を中心に具えているロードセル１２
を明りょうに示す断面図である。断面２２、すなわちト
ランスデューサ１０の厚さは、本来一定である。トラン
スデューサ１０の各表面１４の中心に、各々検出素子１
３を設ける。検出素子１３の接続リード線（図示せず）
を、トランスデューサ１０の両表面１４に通すことがで
きるようにするために、図に示されているように、検出
素子１３の上方と下方とに開口１５を設ける。これらの
開口１５は、トランスデューサ１０のスチフネス又は感
度を調整するように機能する。図１から図３に示されて
いるロードセル１２の形状は、単なる一例であって、本
発明によるトランスデューサ１０を、例えば図４に示さ
れているような種々の形状の、他のロードセル１２に用
いることができること明らかである。
【００２４】図３は、図１及び２に示されているロード
セルにほぼ対応するが、直交中心線２０の方向の両端に
半円部分２７を有し、半円部分２７の間に長方形部分２
８を有するトランスデューサ１０を具えているロードセ
ル１２を示す図である。このようなロードセル１２は、
スチフネス又は感度の観点から特に有効であり、対応さ
せて拡大されたサブ・フェイス２１内に、本発明による
開口２３を設けることもできる。開口２３の中心点を、
図３のサブ・フェイス２１の斜線領域３０、すなわち直
交中心線２０と、これと４５度をなす半径２４と、区分
２７の円弧部分と、長方形部分２８の対角線とによって
囲まれる領域３０内に配置することが好ましい。しかし
、長方形部分２８の中心に配置される検出素子１３の領
域は除外される。長方形部分２８は、中心線２０に沿っ
て長さ２９を有する。
セルにほぼ対応するが、直交中心線２０の方向の両端に
半円部分２７を有し、半円部分２７の間に長方形部分２
８を有するトランスデューサ１０を具えているロードセ
ル１２を示す図である。このようなロードセル１２は、
スチフネス又は感度の観点から特に有効であり、対応さ
せて拡大されたサブ・フェイス２１内に、本発明による
開口２３を設けることもできる。開口２３の中心点を、
図３のサブ・フェイス２１の斜線領域３０、すなわち直
交中心線２０と、これと４５度をなす半径２４と、区分
２７の円弧部分と、長方形部分２８の対角線とによって
囲まれる領域３０内に配置することが好ましい。しかし
、長方形部分２８の中心に配置される検出素子１３の領
域は除外される。長方形部分２８は、中心線２０に沿っ
て長さ２９を有する。
【００２５】検出素子１３の測定グリッド、すなわちこ
れらの内部構造に基づき、許容領域３０内の開口２３の
位置を最適なものとする。開口１５を除き、図２は、図
３のラインＣ−Ｃにおける断面図と一致している。
れらの内部構造に基づき、許容領域３０内の開口２３の
位置を最適なものとする。開口１５を除き、図２は、図
３のラインＣ−Ｃにおける断面図と一致している。
【００２６】既に述べたように、図４は、ロードセル１
２の他の変形例を示す図である。ここで、図に示されて
いるように、ロードセル１２は、正方形の構造であるが
、円形構造とすることができ、また本発明によるトラン
スデューサ１０を具えている。これは、いわゆるＳ字型
ロードセル１２であり、圧縮力及び引張り力に対し特に
好適であり、このようなパワーをスリットに類似する凹
部３１を介して、せん断負荷 （ｓｈｅａｒｉｎｇ
ｌｏａｄ ）に変換する。このせん断負荷は、図１に示
されているトランスデューサ１０にほぼ一致する、中心
に配置されたトランスデューサ１０に作用する。
２の他の変形例を示す図である。ここで、図に示されて
いるように、ロードセル１２は、正方形の構造であるが
、円形構造とすることができ、また本発明によるトラン
スデューサ１０を具えている。これは、いわゆるＳ字型
ロードセル１２であり、圧縮力及び引張り力に対し特に
好適であり、このようなパワーをスリットに類似する凹
部３１を介して、せん断負荷 （ｓｈｅａｒｉｎｇ
ｌｏａｄ ）に変換する。このせん断負荷は、図１に示
されているトランスデューサ１０にほぼ一致する、中心
に配置されたトランスデューサ１０に作用する。
【００２７】検出素子１３を、測定ブリッジ回路として
構成することができるとともに、これを、ひずみゲージ
として、例えば薄膜技術によりトランスデューサ１０の
表面１４上に設けることができ、トランスデューサそれ
自体を高品質材料で形成できること明らかである。
構成することができるとともに、これを、ひずみゲージ
として、例えば薄膜技術によりトランスデューサ１０の
表面１４上に設けることができ、トランスデューサそれ
自体を高品質材料で形成できること明らかである。
【００２８】図５は、ヒステリシス誤差を縦座標にプロ
ットし、パワーＦを横座標にプロットしている直交座標
系を示す図である。ヒステリシス誤差は、それぞれパワ
ーＦの最終的な値に関係している。矢印Ｄは、通常のヒ
ステリシス誤差の変化、すなわち本発明によるトランス
デューサ以外のトランスデューサに負荷をかけた場合の
ヒステリシスを示している。矢印Ｅは、本発明によるト
ランスデューサのヒステリシス誤差の変化を示している
。ヒステリシス誤差の変化が、本発明によるトランスデ
ューサ１０では、完全に逆のものとできることが明りょ
うに示されている。したがって、矢印Ｅによる変化は、
ヒステリシス効果の過剰補償を示している。これら２個
の極端な場合の間の任意の中間的な場合は、本発明によ
る構造、例えば開口２３の配置によって実現される。す
なわち、このようにして矢印Ｇで示されているヒステリ
シス誤差の変化を実現することができ、トランスデュー
サ１０を準ヒステリシス解放状態とすることができる。
ットし、パワーＦを横座標にプロットしている直交座標
系を示す図である。ヒステリシス誤差は、それぞれパワ
ーＦの最終的な値に関係している。矢印Ｄは、通常のヒ
ステリシス誤差の変化、すなわち本発明によるトランス
デューサ以外のトランスデューサに負荷をかけた場合の
ヒステリシスを示している。矢印Ｅは、本発明によるト
ランスデューサのヒステリシス誤差の変化を示している
。ヒステリシス誤差の変化が、本発明によるトランスデ
ューサ１０では、完全に逆のものとできることが明りょ
うに示されている。したがって、矢印Ｅによる変化は、
ヒステリシス効果の過剰補償を示している。これら２個
の極端な場合の間の任意の中間的な場合は、本発明によ
る構造、例えば開口２３の配置によって実現される。す
なわち、このようにして矢印Ｇで示されているヒステリ
シス誤差の変化を実現することができ、トランスデュー
サ１０を準ヒステリシス解放状態とすることができる。
【００２９】結果的に、極めて小さな線形誤差を呈する
校正可能なロードセルを実現することができる。更に、
大きな過負荷も、ロードセルの正確性に影響を及ぼさな
い。すなわち通常、本発明によるトランスデューサ以外
のトランスデューサでは、このような過負荷によって、
ヒステリシスが永続的に増加してしまう。所定の大きさ
に対する感度を増加させるために、あらゆる場合におい
て開口１５を設け、本発明による低ヒステリシス又はヒ
ステリシス解放ロードセルが、図１に示されているよう
に６個の開口を有するようにできることに注意する。
校正可能なロードセルを実現することができる。更に、
大きな過負荷も、ロードセルの正確性に影響を及ぼさな
い。すなわち通常、本発明によるトランスデューサ以外
のトランスデューサでは、このような過負荷によって、
ヒステリシスが永続的に増加してしまう。所定の大きさ
に対する感度を増加させるために、あらゆる場合におい
て開口１５を設け、本発明による低ヒステリシス又はヒ
ステリシス解放ロードセルが、図１に示されているよう
に６個の開口を有するようにできることに注意する。
【００３０】本発明は、ここに開示されている実施例に
限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲内で種
々の変形又は変更が可能である。
限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲内で種
々の変形又は変更が可能である。
【図１】本発明による円形トランスデューサを具えてい
る計量システムのロードセルを示す図である。
る計量システムのロードセルを示す図である。
【図２】図１のラインＢ−Ｂにおける断面図を示す図で
ある。
ある。
【図３】変更したトランスデューサを具えている変形ロ
ードセルを示す図である。
ードセルを示す図である。
【図４】本発明による円形トランスデューサを具えてい
るＳ字型ロードセルを示す図である。
るＳ字型ロードセルを示す図である。
【図５】測定すべきパワーの関数としてのヒステリシス
誤差を示す図である。
誤差を示す図である。
１０ トランスデューサ
１１ 開口
１２ ロードセル
１３ 検出素子
１４ 表面
１５ 開口
１６ トランスデューサ１０の中心点１７ 中心線
１８ 開口１５の直径
１９ トランスデューサ１０の直径
２０ 中心線１７と直交する中心線
２１ サブ・フェイス
２２ トランスデューサ１０の断面
２３ 開口
２４ トランスデューサ１０の半径
２５ 中心線１７又は２０に対してなす角度（４５度
±１５度）２６ 開口２３の直径 ２７ 半円部分 ２８ 長方形部分 ２９ 長方形部分２８の中心線２０に沿った長さ３１
凹部
±１５度）２６ 開口２３の直径 ２７ 半円部分 ２８ 長方形部分 ２９ 長方形部分２８の中心線２０に沿った長さ３１
凹部
Claims (9)
- 【請求項１】 互いに平行且つ測定されるパワーの作
用方向に対して平行に延在する表面を具え、前記表面の
少なくとも一つに、パワーに依存する奇形を有効な信号
に変換するための検出素子を設けている計量システムの
ためのディスク形状トランスデューサにおいて、該トラ
ンスデューサ（１０）が、パワー（Ｆ）の作用方向に平
行な中心線（１７）と、これに直交する中心線（２０）
とによって形成される４個のサブ・フェイス（２１）を
具え、一点のみで互いに隣接する前記サブ・フェイスの
中の少なくとも２個が、それぞれに小断面積部分を具え
、ヒステリシス効果を補償することを特徴とするトラン
スデューサ。 - 【請求項２】 最大パワーフラックス領域に位置する
２個の前記サブ・フェイス（２１）が、それぞれ小断面
積部分を具えていることを特徴とする請求項１に記載の
トランスデューサ。 - 【請求項３】 前記サブ・フェイス（２１）の４個す
べてが、小断面積部分を具えていることを特徴とする請
求項２に記載のトランスデューサ。 - 【請求項４】 前記トランスデューサ（１０）が、前
記直交中心線（２０）の方向に互いに整列している半円
部分（２７）から成っていることを特徴とする請求項３
に記載のトランスデューサ。 - 【請求項５】 円形断面を有する開口（２３）が前記
小断面積部分を構成し、前記開口（２３）のそれぞれの
中心点が、前記直交中心線（２０）に対して４５度±１
５度の角度（２５）をなす半径（２４）上に位置するこ
とを特徴とする請求項４に記載のトランスデューサ。 - 【請求項６】 前記サブ・フェイス（２１）内の前記
開口（２３）の直径（２６）が、前記半円部分（２７）
の直径の１０％〜３０％であることを特徴とする請求項
５に記載のトランスデューサ。 - 【請求項７】 パワー（Ｆ）の作用方向に平行に延在
する中心線（１７）上の、前記トランスデューサ（１０
）の中心点の両側の縁部に、開口（１５）を設け、表面
（１４）の両側に配置される検出素子（１３）の接続リ
ード線を受け入れるとともに、トランスデューサ（１０
）のスチフネス、又は感度を調整するように構成するこ
とを特徴とする請求項６に記載のトランスデューサ。 - 【請求項８】 前記中心線（１７）上の前記開口（１
５）の直径（１８）が、最大で前記半円部分（２７）の
直径の４０％であることを特徴とする請求項７に記載の
トランスデューサ。 - 【請求項９】 前記トランスデューサ（１０）が、前
記半円部分（２７）の間に、長さ（２９）を有する長方
形部分（２８）を具え、且つ中心線（２０）と、これと
４５度の角度をなす半径（２４）と、前記長方形部分（
２８）の対角線と、該対角線から半径（２４）へと続く
前記半円部分（２７）の円弧部分とで囲まれる領域（３
０）内の、対応して拡大されたサブ・フェイス（２１）
に前記開口（２３）を設けることを特徴とする請求項１
〜８のいずれか一項に記載のトランスデューサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE40346293 | 1990-10-31 | ||
| DE4034629A DE4034629A1 (de) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | Scheibenfoermiger messwertaufnehmer fuer eine waegezelle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04265829A true JPH04265829A (ja) | 1992-09-22 |
| JP3184839B2 JP3184839B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=6417380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28145991A Expired - Lifetime JP3184839B2 (ja) | 1990-10-31 | 1991-10-28 | 計量システムのためのディスク形状トランスデューサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5670753A (ja) |
| EP (1) | EP0483912B1 (ja) |
| JP (1) | JP3184839B2 (ja) |
| DE (2) | DE4034629A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013175636A1 (ja) * | 2012-05-25 | 2013-11-28 | 株式会社日立製作所 | 力学量測定装置 |
Families Citing this family (7)
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|---|---|---|---|---|
| DE19813459A1 (de) | 1998-03-26 | 1999-09-30 | Mettler Toledo Gmbh | Elastisch verformbares Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung |
| ES2165257B1 (es) * | 1999-02-08 | 2003-05-16 | Dinacell Electronica S L | Celula de carga a flexion perfeccionada. |
| US6684949B1 (en) * | 2002-07-12 | 2004-02-03 | Schlumberger Technology Corporation | Drilling mechanics load cell sensor |
| DE102009039035A1 (de) * | 2009-08-28 | 2011-03-03 | Knorr-Bremse Gmbh | Einstiegshilfsvorrichtung zum Erleichtern eines Zugangs zu einem Fahrzeug |
| DE102013108097B4 (de) * | 2013-07-29 | 2016-02-25 | Sartorius Lab Instruments Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Fertigung eines Kraftmesskörpers |
| DE102013015366B4 (de) | 2013-09-11 | 2015-04-23 | Technische Universität Ilmenau | Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung von Scherkräften und deren Verwendung |
| US9874485B2 (en) * | 2013-09-26 | 2018-01-23 | Fisher Controls International Llc | Valve stem connector with integrated stem force measurement |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4453609A (en) * | 1982-03-15 | 1984-06-12 | Reliance Electric Company | Compensated load cell |
| DE3236532A1 (de) * | 1982-10-02 | 1984-04-05 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Kraftaufnehmer |
| US4478086A (en) * | 1983-01-07 | 1984-10-23 | Mts Systems Corporation | Load frame crosshead construction |
| US4546838A (en) * | 1984-07-23 | 1985-10-15 | Ormond A Newman | Flexure isolated shear web load cell |
| DE3531245A1 (de) * | 1985-02-13 | 1986-08-14 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Vorrichtung zum messen der achslast von fahrzeugen |
| US4702329A (en) * | 1986-03-04 | 1987-10-27 | Click Billy J | Load cell |
| US4694921A (en) * | 1986-10-20 | 1987-09-22 | Butler Manufacturing Company | Shear beam weigh axle transducer |
-
1990
- 1990-10-31 DE DE4034629A patent/DE4034629A1/de not_active Withdrawn
-
1991
- 1991-10-23 EP EP91202742A patent/EP0483912B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-23 DE DE59104683T patent/DE59104683D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-28 JP JP28145991A patent/JP3184839B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-10-04 US US08/131,274 patent/US5670753A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013175636A1 (ja) * | 2012-05-25 | 2013-11-28 | 株式会社日立製作所 | 力学量測定装置 |
| JPWO2013175636A1 (ja) * | 2012-05-25 | 2016-01-12 | 株式会社日立製作所 | 力学量測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0483912B1 (de) | 1995-02-22 |
| DE59104683D1 (de) | 1995-03-30 |
| EP0483912A1 (de) | 1992-05-06 |
| DE4034629A1 (de) | 1992-05-07 |
| JP3184839B2 (ja) | 2001-07-09 |
| US5670753A (en) | 1997-09-23 |
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