JPH04268426A - ひずみゲージ素子 - Google Patents

ひずみゲージ素子

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JPH04268426A
JPH04268426A JP3292610A JP29261091A JPH04268426A JP H04268426 A JPH04268426 A JP H04268426A JP 3292610 A JP3292610 A JP 3292610A JP 29261091 A JP29261091 A JP 29261091A JP H04268426 A JPH04268426 A JP H04268426A
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JP
Japan
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strain gauge
cross
rods
rod
pressure member
Prior art date
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Pending
Application number
JP3292610A
Other languages
English (en)
Inventor
Remy H F Polaert
レミー アンリ フランソワ ポラール
Jean-Pierre Hazan
ジャン−ピエール アザン
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.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of JPH04268426A publication Critical patent/JPH04268426A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01GWEIGHING
    • G01G21/00Details of weighing apparatus
    • G01G21/02Arrangements of bearings
    • G01G21/06Arrangements of bearings of ball or roller bearings
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01GWEIGHING
    • G01G21/00Details of weighing apparatus
    • G01G21/23Support or suspension of weighing platforms
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20Measuring 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
    • G01L1/22Measuring 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
    • G01L1/2206Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/26Auxiliary measures taken, or devices used, in connection with the measurement of force, e.g. for preventing influence of transverse components of force, for preventing overload
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S177/00Weighing scales
    • Y10S177/09Scale bearings

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Force In General (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、圧縮力を加える2個の
圧力部材の間で押圧されるひづみゲージを具えているひ
づみゲージ素子に関するものである。 【0002】このような素子は、特にフォーストランス
デューサにおいて力の検出及び測定に用いられ、これに
よって、例えば、バランス、荷重検出器などを具現化す
ることができる。 【0003】 【従来の技術】サンプルを2個の支持点上に配置し、こ
の支持体に加わる圧力を、サンプルの他方の側の2個の
作用点の中心に発生させ、その可撓性を利用できるとい
うことは、材料の剛性分析より知られている。これに類
似する装置が、トランスデューサの力の測定に用いられ
る。このトランスデューサは、堅固な支持体上に配置さ
れる抵抗によって形成されるものである。即ち、2個の
作用点が第1圧力部材と一体となり、反対側に配置され
る作用点が第2圧力部材と一体となっている。このこと
は、例えば”Strain sensitivity 
of thick−film resistors ”
 J. S.    Shah, IEEE Tran
s., CHMT−3, No.4, 1980, p
. 554 に記載されている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ゲージ
と圧力部材とを接続する方法が、測定の正確性を決定す
る:即ち、・堅すぎる接続によって、過剰なひずみが生
じ(超静的状態)、測定が不正確となる。・緩すぎる接
続によって、圧力部材間に遊びが生じ、ゲージと圧力部
材との間に相対的な変位が生じ、作用点がシフトしてし
まう。このため、測定の再現性が得られない。 【0005】作用点を、ナイフの端部形状とすることも
できる。ナイフ端部を完全に平行にすることができる。 このことは、種々の部材の精密機械加工にとって必要な
ことである。 【0006】論文DE−U 8 705 713におい
て知られているように、プラットホームのセンタリング
及び自動リターンを達成するために、横方向の力が存在
する場合に復元力を発生させる装置を、車両の検量プラ
ットホームに設ける。プラットホームの横方向(並進方
向)の動きを保持するために、前記センタリングを必要
とする各方向に、2個のローラーを使用しなければなら
ない。2個のローラーの一方を、他方の上部に配置する
ことでディアボロ(diabolo )形状を構成し、
コンパクトな装置を構成することができる。この装置を
用いることによって、並進運動により横方向の力の作用
を修正することができる。実際、これは、プラットホー
ムのセンタリング問題を解決するのに優れた機構である
。 【0007】本発明の目的は、プラットホームのセンタ
リング問題を解決することではなく、広範囲で動作する
検量装置に、機械的に不完全な部材を使用できるように
することである。 【0008】実際には、経済的な理由から、広範囲をカ
バーすることのできる応用例において、完全に機械で仕
上げられた部材を使用することは不可能である。使用し
なければならない部材は、その平面性、平行性、及びそ
の構造において不完全なものである。 【0009】本発明の目的は、強固で、信頼性があり、
組み立てが容易で、製造費用のかからないひづみゲージ
素子の構造をいかに決定するかにある。 【0010】 【課題を解決するための手段】本発明は、圧縮力を加え
る2個の圧力部材の間で押圧されるひづみゲージを具え
ているひづみゲージ素子において、前記圧力部材の少な
くとも一方によって加えられる圧縮力が、2個の円柱状
ロッドで形成されるクロスによって、前記ひづみゲージ
の第1面に伝達され、前記ひづみゲージ又は前記圧力部
材と前記クロスとの間の接触を、前記クロスの一方のロ
ッド又は他方のロッドの母線に発生させ、前記圧力部材
が、前記一方又は他方のロッドの回りを回動できるよう
にしていることを特徴とする。 【0011】このようにして、クロスと接触するひづみ
ゲージの表面と圧力部材の表面との間の不完全な平行性
を有効に調整することができる。 【0012】このように、幾つかのクロスを介して、ひ
づみゲージと幾つかの圧力部材とを接触させることがで
きる。しかし、低コストのフォーストランスデューサを
具現化するためには、前記他方の圧力部材により前記ひ
づみゲージの第2面に加えられる反作用的圧縮力が、互
いにほぼ平行、且つ前記ひづみゲージの端部に互いに一
定の距離を保ち配置される2個の円柱状ロッドによって
伝達され、前記第1面に設けられるクロスの一方のロッ
ドを、前記第2面に設けられる他の2個のロッドにほぼ
平行、且つ前記他の2個のロッド間の距離のほぼ中間に
配置することが好ましい。 【0013】前記第2面に設けられる前記2個のロッド
を、2個の引張ワイヤによって形成することが好ましい
。前記ロッドの直径を、ひづみゲージが破損しない最大
サジェッタ(sagitta )よりも小さくする。従
って、このひづみゲージは、角で圧力部材を押圧し、そ
の変位を制限することができる。 【0014】例えば、バランスに用いられるフォースト
ランスデューサを具現化するため、又は例えば圧縮力が
加えられるプレートを具えている検出器を形成するため
に、この種類のひづみゲージを1以上用いることができ
る。 【0015】 【実施例】以下図面を参照して実施例を説明するに、図
1は、クロス14及び2個のロッド6,7を介してひづ
みゲージ13を押圧する2個の圧力部材11,12を具
えているひづみゲージ素子15を示す図である。 【0016】図2は、ひづみゲージ13を更に詳細に示
す図である。ひづみゲージ13は、例えばアルミナから
成る支持体10によって形成され、この支持体10上に
、例えばホイートストンブリッジの形態で抵抗2,3,
4,5を配置し、温度の変動に対して感応しないように
する。これらの抵抗を、例えばシルクスクリーン・プリ
ンティングを用いて配置することができる。ワイヤ20
によって電気的な接続を設けることができる。 【0017】ひづみゲージ13は、2個の円柱状ロッド
8,9によって形成されるクロスを支持するとともに、
2個のロッド6,7上に休止する。このクロスは、(理
想的な場合には点力を作用させる)単純な球形であるこ
とが好ましい。その理由は、ひづみゲージを破損させる
虞れもある、かなりの局所的応力を生ぜしめることがで
きるからである。ゲージの破損を防止するとともに、等
価移動性を保持するために、2個の円柱状ロッドによっ
て形成されるクロスを用い、一方のロッドの母線がロッ
ド6,7とほぼ平行になるようにする。実際問題として
、一般的にほぼ平面である圧力部材11,12は、互い
に完全に平行ではないこと明らかである。このため、Y
Y軸回りの偏向角αは、さほど重要なものではない。そ
の理由は、圧力部材11が、ロッド8の回りを回動する
からである。同様に、XX軸回りの偏向角βも、さほど
重要なものではない。その理由は、圧力部材12も、ロ
ッド9の回りを回動するからである。 【0018】これらロッドの位置的安定性を保証し、全
体的な移動性を保つために、2個のロッド8及び9を互
いに90度の角度をなすように、ハンダ付け点を用いて
取り付けることができる。 【0019】2個のロッドの2個の支持母線が、同一平
面上に存在しないことが好ましい。しかし、このことは
、寸法を調整することによって、ひづみゲージ又は圧力
部材内のクリアランスを修正することによって達成する
ことができる。 【0020】ひづみゲージ素子を正しく機能させるため
に、クロスを形成する一方のロッド(図2のロッド8)
を、ロッド6及び7にほぼ平行、且つロッド6とロッド
7との間の距離のほぼ中心に配置する。クロス14を、
可撓性のある製品、例えば可撓性のある接着剤によって
、 又は封入剤、 例えば”SYLGARD”などのエ
ラストマー化合物によって、 ある位置に保持する。 
このことによって、 一方では、 腐食性液体による腐
食からゲージの抵抗層を保護することが保証されるとと
もに、 他方では、 電気的絶縁性が保証される。  【0021】ひづみゲージ及び/又は圧力部材に対応凹
部を設けることによっても、 クロスをある位置に保持
することができる。  【0022】圧力部材11それ自体は、完全に平担なも
のではない。既に指摘されていることではあるが、この
ことを補償するために、3点支持、すなわち図3に示す
ように疑似三角形支持体を画成できるように、上記のク
ロス14と同一のクロス3個(6A,6B及び7A)に
よって、ロッド6,7を置き換えることができる。 【0023】一般的に、圧力部材11がほぼ平担である
場合、中間的な解決手段を用いることができる。このた
め、クロス6A,6B及び7Aを、相互に平行、且つ上
記のクロス6A,6B及び7Aと同一のロケーションに
位置する単一のロッド部分に置き換える。従って、これ
らのロッド部分上に休止するひづみゲージが、疑似三角
形支持体の3本の母線を押圧する。冒頭に付される”疑
似”とは、三角形の先端部が、実際には点形状でないこ
とを意味している。 【0024】例えば、本発明によるひづみゲージ素子は
、バランスを実現するのに用いられる。このバランスは
、45×16×1mmのアルミナプレートによって形成
される。クロスは、直径が1.5mm で、長さが6m
mの2個のロッドによって形成される。ロッド6及び7
は、直径が0.1mm の2個の引張ワイヤから成る。 引張ワイヤの直径が、ひづみゲージが破損しない、最大
サジェッタ(sagitta )よりも小さいことが好
ましい。 【0025】例えば、本発明によるひづみゲージ素子を
幾つか用いて、圧力検出制御パネルを実現することがで
きる。このため、三角形に配置されるこのような3個の
素子によって、パネルの上部プレートを支持する。この
ようにして、各ひづみゲージ素子によって供給される信
号によって、パネルの任意の点に作用する力の作用点の
座標を決定できるようにする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるひづみゲージ素子を示す図である
【図2】力の作用するクロス及び2個のロッドを設けて
いるひづみゲージを更に詳細に示す図である。
【図3】本発明によるひづみゲージのクロス及びクロス
の位置を示す図である。
【符号の説明】
2,3,4,5  抵抗 6,7  ロッド 8,9  円柱状ロッド 10  支持体 11,12  圧力部材 13  ひづみゲージ 14  クロス 15  ひづみゲージ素子 20  ワイヤ 6A,6B,7A  クロス

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  圧縮力を加える2個の圧力部材の間で
    押圧されるひづみゲージを具えているひづみゲージ素子
    において、前記圧力部材の少なくとも一方によって加え
    られる圧縮力が、2個の円柱状ロッドで形成されるクロ
    スによって、前記ひづみゲージの第1面に伝達され、前
    記ひづみゲージ又は前記圧力部材と前記クロスとの間の
    接触を、前記クロスの一方のロッド又は他方のロッドの
    母線に発生させ、前記圧力部材が、前記一方又は他方の
    ロッドの回りを回動できるようにしていることを特徴と
    するひづみゲージ素子。
  2. 【請求項2】  他方の圧力部材により前記ひづみゲー
    ジの第2面に加えられる反作用的圧縮力が、少なくとも
    1個のクロスによって伝達されることを特徴とする請求
    項1に記載のひづみゲージ素子。
  3. 【請求項3】  前記反作用的圧縮力が、疑似三角形支
    持体として配置される3個のクロスによって伝達される
    ことを特徴とする請求項2に記載のひづみゲージ素子。
  4. 【請求項4】  前記他方の圧力部材により前記ひづみ
    ゲージの第2面に加えられる反作用的圧縮力が、互いに
    ほぼ平行、且つ前記ひづみゲージの端部に互いに一定の
    距離を保ち配置される2個の円柱状ロッドによって伝達
    され、前記第1面に設けられるクロスの一方のロッドを
    、前記第2面に設けられる他の2個のロッドにほぼ平行
    、且つ前記他の2個のロッド間の距離のほぼ中間に配置
    することを特徴とする請求項1に記載のひづみゲージ素
    子。
  5. 【請求項5】  前記第2面に設けられる前記2個のロ
    ッドを、2個の引張ワイヤによって形成することを特徴
    とする請求項4に記載のひづみゲージ素子。
  6. 【請求項6】  前記第2面に設けられる前記ロッドの
    一方のロッドを、同一軸線上の外側に配置された2個の
    ロッド部分とし、他方のロッドを1個の中心部分とし、
    これら3個の部分によって疑似三角形支持体を形成でき
    るようにすることを特徴とする請求項4又は5に記載の
    ひづみゲージ素子。
  7. 【請求項7】  前記ロッドの直径が、ひづみゲージが
    破損しない最大サジェッタよりも小さいことを特徴とす
    る請求項4〜6のいづれか一項に記載のひづみゲージ素
    子。
  8. 【請求項8】  前記クロスを構成するロッドの直径を
    ほぼ1.5mm とし、長さをほぼ6mmとすることを
    特徴とする請求項1〜7のいづれか一項に記載のひづみ
    ゲージ素子。
  9. 【請求項9】  フォーストランスデューサ、バランス
    、又は力検出制御パネルを構成するために、少なくとも
    1個の前記ひづみゲージ素子を用いることを特徴とする
    請求項1〜8のいづれか一項に記載のひづみゲージ素子
JP3292610A 1990-11-09 1991-11-08 ひずみゲージ素子 Pending JPH04268426A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9013915 1990-11-09
FR9013915 1990-11-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04268426A true JPH04268426A (ja) 1992-09-24

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ID=9402018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3292610A Pending JPH04268426A (ja) 1990-11-09 1991-11-08 ひずみゲージ素子

Country Status (5)

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US (1) US5199519A (ja)
EP (1) EP0485023B1 (ja)
JP (1) JPH04268426A (ja)
DE (1) DE69107018T2 (ja)
ES (1) ES2068491T3 (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017173149A (ja) * 2016-03-24 2017-09-28 株式会社日本製鋼所 水素残量センサ

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EP0485023A1 (fr) 1992-05-13
ES2068491T3 (es) 1995-04-16
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