DE865822C

DE865822C - Device for weighing loads based on electrical strain fine measurement

Info

Publication number: DE865822C
Application number: DEP939A
Authority: DE
Inventors: Kurt Eberhard Dipl-Ing Poppe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-03-11
Filing date: 1950-03-11
Publication date: 1953-02-05

Description

Vorrichtung zur Wägung von Lasten auf der Grundlage der elektrischen Dehnungs-Feinmes sung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wägung von Lasten auf der Grundlage der an sich bekannten elektrischen Dehnungs-Feinmessung mittels Dehnungs-Meßstreifen, bei der in den Kraftfluß zwischen der Lastaufnahmevorrichtung (Lasthaken, Kupplung, Waagenbrücke usw.) und jedem ihrer Aufhänge- oder Unterstützungspunkte ein stets unterhalb der Proportionalitätsgrenze seines Werkstoffes beanspruchtes Verformungs- oder Tragglied angeordnet ist, dessen Formänderung sich auf daran befestigte Dehnungs-Meßstreifen als Längenänderung überträgt, in Verbindung mit einer Meßbrückenschaltung zur Ermittlung der Widerstandsänderungen in diesen Meßstreifen und damit ihrer Längenänderung, welche wiederum der Formänderung des Traggliedes und damit der zu messenden Last oder Kraft proportional ist. Die Erfindung bezweckt vor allem, bei einer Vorrichtung dieser Art die Ergebnisse von je einer unmittelbar nacheinander erfolgenden Tara- und Nettowägung bis nach der Durchführung beider Wägungen erkennbar zu machen.Device for weighing loads on the basis of electrical Fine strain measurement The invention relates to a device for weighing loads on the basis of the known fine electrical strain measurement by means of Strain gauges in which in the flow of force between the load-bearing device (Load hook, coupling, scale bridge, etc.) and each of their suspension or support points one that is always stressed below the proportional limit of its material Deformation or support member is arranged, the change in shape attached to it Strain gauges as a change in length transmits, in connection with a measuring bridge circuit to determine the changes in resistance in these measuring strips and thus their change in length, which in turn depends on the change in shape of the support member and thus the load to be measured or force is proportional. The invention aims above all in a device of this type, the results of a tare that takes place immediately one after the other and net weighing until after both weighings have been carried out.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß an der verwendeten Meßbrücke getrennte Einstellmöglichkeiten für die unmittelbar nacheinander erfolgende Tara- und Nettowägung vorgesehen sind. According to the invention this is achieved in that on the used Measuring bridge separate setting options for those that take place immediately one after the other Tare and net weighing are provided.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem Unteranspruch. In der Zeichnung ist ein derartiges Beispiel in Abb. I und die angewendete Schaltung in Abb. 2 dargestellt. Further features of the invention emerge from the subclaim. In the drawing there is such an example in Fig. I and the circuit used shown in Fig. 2.

Zwischen dem Lasthaken und der unteren Seilfläche des Krans ist ein Verformungsglied eingebaut, das im Beispiel die Gestalt eines nur auf Zug beanspruchten zylindrischen Rohrstücks A haben möge. Between the load hook and the lower rope surface of the crane is a Deformation element built in, which in the example has the shape of a train only claimed cylindrical pipe section A may have.

Auf der Innenwand dieses Rohrstücks ist ein Dehnungs-Meßstreifen B in der Kraftrichtung so befestigt, daß der in ihm enthaltene Meßdraht den gleichen Längenveränderungen unterworfen wird, wie sie das Rohrstück unter Einwirkung der Anhängelast erleidet.A strain gauge B is on the inner wall of this pipe section fixed in the direction of force so that the measuring wire contained in it is the same Changes in length is subjected to how the pipe section under the action of Trailer load suffers.

Der Draht des Meßstreifens B bildet den ersten Zweig der Meßbrückenschaltung. Ein weiterer gleicher Meßstreifen C ist daneben nur mit einem seiner beiden Enden an der Innenfläche des Rohrstückes so befestigt, daß er zwar die gleiche Temperatur wie das Rohrstück und der Meßstreifen B annimmt, aber keinen Längenänderungen bzw. mechanischen Spannungen ausgegesetzt ist. Er dient zur Kompensation veränderlicher Temperatureinflüsse auf den Meßstreifen B, dadurch, daß er in den zweiten Zweig der Meßbrücke geschaltet ist. Kann mit einer gleichmäßigen Verteilung der Zugspannung auf den ganzen Umfang des RohrstückesA nicht gerechnet werden, so können z. B. drei um 1200 am Umfang versetzte Meßstreifen B und dementsprechend drei Kompensationsstreifen C angeordnet werden.The wire of the measuring strip B forms the first branch of the measuring bridge circuit. Another identical measuring strip C is next to only one of its two ends attached to the inner surface of the pipe section so that it is the same temperature as the pipe section and the measuring strip B assume, but no changes in length or mechanical stress is exposed. It is used to compensate for changeable Temperature influences on the measuring strip B, in that it is in the second branch the measuring bridge is switched. Can with an even distribution of tension are not counted on the entire circumference of the pipe section A, B. three Measuring strips B offset by 1200 on the circumference and correspondingly three compensation strips C.

Die Stromzuführung zu den Meßstreifen geschieht über ein biegsames dreiadriges Kabel D, das über einen gewichtsbelasteten umgekehrten Flaschenzug E geführt ist, um den Höhenänderungen der Lasten folgen zu können. Hierdurch werden Schleifringe und Schleifkontakte, wie etwa bei einer Kabeltrommel, vermieden, deren Übergangswiderstände die Genauigkeit der Messung in Frage stellen würden. The power supply to the measuring strips is done via a flexible one three-core cable D, which is connected via a weighted inverted pulley block E is performed in order to be able to follow the changes in height of the loads. This will be Slip rings and sliding contacts, such as with a cable drum, avoided their Contact resistances would call into question the accuracy of the measurement.

Die beiden übrigen Zweige der Meßbrücke werden gebildet durch zwei WiderstandsgruppenF und G, deren jede im vorliegenden Beispiel in drei Teilwiderständer1, F2 und F3 bzw. G1, G2 und G3 unterteilt ist. The other two branches of the measuring bridge are formed by two Resistance groups F and G, each of which in this example is divided into three partial resistors1, F2 and F3 or G1, G2 and G3 is divided.

Diese Unterteilung ist so gewählt, daß jeweils der Teilwiderstand mit Index 3 zehnmal so groß ist wie derjenige mit dem Index 2 und dieser wiederum zehnmal so groß wie der mit dem Index I, wobei jeder dieser Teilwiderstände zehn Abgriffsstellen mit gleichen Intervallen, o bis 9, besitzt. Es ist also möglich, mit jeder der Widerstandsgruppen F bzw. G Widerstandsgrößen von ooo bis 999 in lückenloser Reihe darzustellen, ähnlich wie bei den bekannten dekadisch eingeteilten Stöpselwiderständen von Meßbrücken.This subdivision is chosen so that in each case the partial resistance with index 3 is ten times as large as the one with index 2 and this in turn ten times as large as the one with the index I, each of these partial resistances being ten Taps with equal intervals, o to 9, has. So it is possible with each of the resistance groups F or G resistance sizes from ooo to 999 in uninterrupted terms Series, similar to the well-known decadic plug resistors of measuring bridges.

Ein Potentiometerwiderstand H dient zur Herstellung des Gleichgewichts der Brücke vor Beginn der Messungen. An seinem verschiebbaren Abgriff liegt ein Ende der Diagonalverbindung, in welche das Anzeigeinstrument I geschaltet ist und deren anderes Ende über das Zuleitungskabel D dort angeschlossen wird, wo die beiden Meßstreifen B und C miteinander verbunden sind.A potentiometer resistor H is used to establish equilibrium the bridge before starting measurements. At its sliding tap there is a End of the diagonal connection into which the display instrument I is switched and the other end of which is connected via the supply cable D where the two Gauges B and C are connected to each other.

Zur Stromversorgung dient eine BatterieK. Das Gesamtbild der Schaltung, die in bekannter Weise auch für Betrieb mit Wechselstrom abgewandelt werden kann, ist übersichtlich nochmals in Abb. 2 dargestellt. A battery K is used for the power supply. The overall picture of the circuit, which can also be modified in a known manner for operation with alternating current, is clearly shown again in Fig. 2.

Wird der Kranhaken belastet, so erhöht sich infolge Dehnung des Verformungsgliedes A der Widerstand des Meßstreifens B, die vorher ausgeglichene Brückenschaltung wird dadurch aus dem Gleichgewicht gebracht, und ein Ausschlag des Zeigers am Meßinstrument I ist die Folge. Um das Gleichgewicht wiederherzustellen, ist es nötig, entweder den Widerstand F zu erhöhen oder den Widerstand G zu vermindern. If the crane hook is loaded, it increases as a result of expansion of the deformation element A is the resistance of the measuring strip B, which becomes the previously balanced bridge circuit thereby unbalanced, and a deflection of the pointer on the measuring instrument I is the consequence. To restore balance, it is necessary to either to increase the resistance F or to decrease the resistance G.

Bei der als Beispiel dargestellten Ausführung werden beide Möglichkeiten benutzt, und zwar eine Erhöhung des Widerstandes F zum Ausgleich des Taragewichtes, z. B. einer angehängten leeren Gießpfanne, und eine Verminderung des Widerstandes G zum Ausgleich des Nettogewichtes, z. B. das Gewicht des nachträglich eingebrachten Pfanneninhaltes. Da die Widerstände F und G entsprechend geeicht und in je zehn Schritte von o bis g eingeteilt sind, kann man nunmehr sowohl das Tara- wie auch das Nettogewicht an den Skalen L der zur Verschiebung des Abgriffs betätigten Handgriffe in Dezimalzahlen ablesen. Gleichzeitig werden die mit diesen Betätigungsorganen verbundenen Typenstangen M der Druck- oder Prägeeinrichtung so verschoben, daß die dem Wägungsergebnis entsprechenden Ziffern in einer Zeile N stehen und durch eine geeignete, hier nicht dargestellte Druckeinrichtung auf einerWiegekarte oder einem Schreibstreifen abgedruckt werden können.In the embodiment shown as an example, both options used, namely an increase in the resistance F to compensate for the tare weight, z. B. an attached empty ladle, and a reduction in resistance G to balance the net weight, e.g. B. the weight of the subsequently introduced Pan contents. Since the resistors F and G are calibrated accordingly and in ten Steps from o to g are divided, you can now use both the tare and the net weight on the scales L of the handles used to move the tap read in decimal numbers. Simultaneously with these actuators connected type bars M of the printing or embossing device moved so that the The digits corresponding to the weighing result are in a line N and are preceded by a suitable printing device, not shown here, on a weighing card or a Writing strips can be printed.

Der Meßbereich des bei diesem Verfahren benutzten Anzeigeinstrumentes I kann wesentlich kleiner sein, als dem in der Brückendiagonale fließenden Höchststrom entspricht, und sein Zeigerausschlag durch Anschläge begrenzt werden. Die dadurch gesteigerte Empfindlichkeit des Anzeigeinstrumentes kommt der Genauigkeit der Wägung zugute, wenn bei deren Durchführung durch Veränderung der Widerstände F und G die Abgleichung der Brücke erneut so erfolgt, daß der Zeigerausschlag aufeine Mittelstellung, d. h. auf Null, zurückgebracht wird. The measuring range of the indicating instrument used in this procedure I can be much smaller than the maximum current flowing in the bridge diagonal and its pointer deflection can be limited by stops. The thereby The increased sensitivity of the display instrument comes from the accuracy of the weighing good if, when performing them by changing the resistors F and G, the The bridge is adjusted again so that the pointer deflects to a central position, d. H. to zero, is brought back.

Handelt es sich um ein Kranhubwerk mit zwei Lasthaken oder um eine Brückenwaage, die an drei Punkten unterstützt ist, so sind sinngemäß zwei bzw. drei Verformungsglieder zu verwenden und deren Meßstreifen hintereinanderzuschalten. Is it a crane hoist with two load hooks or one Weighbridge, which is supported at three points, are analogously two or three To use deformation members and to connect their measuring strips one behind the other.

Der Meßstreifen C zur Kompensation von Wärmeeinflüssen kann gegebenenfalls fortfallen und durch einen entsprechenden unveränderlichen Widerstand in dem betreffenden Brückenzweig ersetzt werden. The measuring strip C for compensating the effects of heat can optionally fall away and through a corresponding immutable resistance in the relevant Bridge branch to be replaced.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Apparatus for weighing loads on the basis the known electrical strain fine measurement using strain gauges, whereby in the power flow between the load handling device (load hook, coupling, Balance bridge, etc.) and each of its suspension or support points deformation stressed below the proportional limit of its material or support member is arranged, the change in shape on the attached strain gauges transmits as a change in length, in connection with a measuring bridge circuit for determination the changes in resistance in these measuring strips and thus their change in length, which in turn depends on the change in shape of the support member and thus the load to be measured or force is proportional, characterized in that the measuring bridge used separate setting options (F1 to F3 and G1 to G3) for the tare and net weighing are provided immediately one after the other and therefore after carrying out both weighings, the two weighing results on these setting devices remain recognizable.

2. Apparatus according to claim, characterized in that for display the weight values calibrated scales (L) under the pointers of the operating handles of the variable bridge resistances (F, G) are provided, with the help of which the pointer of the measuring instrument (I) lying in the bridge diagonal, which is activated when the Deformation member (A) makes a deflection to carry out each weighing Is set to zero, these scales (L) being appropriately divided into decadic units and these Resistors (F, G) are graded according to powers of ten, such that, for. B. the first the ones, the second the tens, the third the hundreds, etc. of the unit of weight can be set in ten equal steps, so that under the pointers the Operating handles read the weighing result in decimal numbers with the help of type bars (M) of a printing or embossing unit connected to them on weighing cards and so on and recorded by adding units of a known type that are operated at the same time can be.

Attached publications: German patent specifications No. 401 697, 534 507, 622 I36; U.S. Patent No. 2,488,347; VDI magazine, vol. 92, no. 4 of February 1, 1950, pp. 89 to 94.