本发明专利技术提供一种用于电确定基体的应变的应变测量装置(10)，其具有：载体膜(12)，所述载体膜可施加到所述基体(40)上；电测量回路(14)，所述电测量回路用导电印刷膏/印刷油墨印刷到所述载体膜(12)上，所述电测量回路具有用于基于所述应变生成电信号的测量元件(16)并且具有连接到所述测量元件(16)以用于四线感测的四个导电轨道(18)，所述四个导电轨道(18)各自具有电导体连接件(22)，所述导电轨道(18)、所述导体连接件(22)和所述测量元件(16)用相同的所述印刷膏印刷。此外，本发明专利技术提供一种具有这种应变测量装置(10)的整体装置(38)，所述应变测量装置(10)连接到基本单元(44)，所述基本单元具有评估单元(46)和能量供应单元(48)。(48)。(48)。
【技术实现步骤摘要】
应变测量装置及具有这种应变测量装置的整体装置
[0001]本专利技术涉及一种应变测量装置。本专利技术还涉及一种具有这种应变测量装置的整体装置。
技术介绍
[0002]应变测量装置用作用于应变电测量的传感器。例如，将应变测量条施加到待应变的主体。应变测量条由于主体的应变而同样扩展，因此改变应变测量条的电阻。应变测量条通常在主体的弹性应变区域中使用，因此应变测量条用于监测主体的可逆变形。这种高精度应变测量条被提供至多5％的应变，并且通常在洁净室中例如通过溅射生产。弹性应变的可逆测量所需的准确度可以通过k因子来确定，作为比例因子，k因子与应变测量条的电阻R和其电阻变化ΔR以及其原始长度L(相较于其长度变化ΔL)的关系如下：
[0003][0004]可以使用材料强度法根据应变计算材料应力。这种应变在例如半成品成形时发生。
[0005]从EP 0 451 636 A1中已知一种应变测量条。该应变测量条具有基层，应变敏感测量网格被溅射到该基层上。该应变测量条只有两个用于评估电路的连接件，这些连接件紧邻测量网格定位在基层上。
[0006]从DE 603 05 326中已知另一种应变测量条。该测量条包含半刚性基底，应变敏感电阻膜粘附在该基底上。该电阻膜具有第一连接件和第二连接件，线路焊接到它们之上。这些连接件紧邻电阻膜的蜿蜒测量部分布置。
[0007]应变测量条只有两个连接件，通过这些连接件，可进行电阻膜的电阻测量。在只有两个连接件的电阻测量中，线路和连接件电阻一起被测量，因此测量电阻不反映电阻膜的实际电阻值。由于电阻值失真，无法容易地实现半成品的应变程度的精确确定。
[0008]应变测量条在测量点区域中的有效结构高度因已紧邻电阻膜的蜿蜒测量部分焊接上的线路而增加。如果应变测量条应在两个靠近在一起的表面之间的测量点处使用，则这特别地具有破坏性。例如，这种高结构化的应变测量条在类似半成品的悬垂或深拉的成形过程中是不期望的，因为成形工具的形状应在其中精确再现。高结构化的应变测量条将影响赋予半成品的形状，并且在成品形状上在半成品上的测量点区域中留下不期望的人工产物。
[0009]本专利技术的目的是提供一种应变测量装置，该应变测量装置具有低结构高度，并且同时允许对实际应变进行无故障测量，应变测量装置旨在比已知的应变测量装置更便宜。
技术实现思路
[0010]为了解决上述目的，提出一种设置用于电确定基体的应变的应变测量装置，其具有：载体膜，所述载体膜可施加到所述基体上；并且具有电测量回路，所述电测量回路用导
电印刷油墨或印刷膏印刷到所述载体膜上，所述电测量回路具有用于基于所述应变产生电信号的测量元件并且具有连接到所述测量元件以用于四线感测的四个导电轨道，这四个导电轨道各自具有电导体连接件，所述导电轨道、所述导体连接件和所述测量元件用相同的所述印刷膏印刷。
[0011]通过使用这种印刷膏，可以实现应变测量装置的便宜批量生产，因为特别地，不必为溅射工艺保持真空装置。特别地，如果将相同的印刷膏用于测量元件、导体连接件和导电轨道，因此则可以实现便宜的批量生产。此外，还可以实现测量回路的任何期望的大小，其导电轨道和导体连接件不定位在测量元件的紧邻处，因为应变测量装置的尺寸不受用于溅射工艺的真空装置的真空室的尺寸限制。
[0012]半成品可以由基于例如碳纤维织物的坯料的基体成形。成品也可以由基体成形。在这种情况下，碳纤维织物通过悬垂转换成期望的形状。这里，碳纤维织物可以在不同方向上扩展超过30％。在将坯料转化为半成品的过程中发生这种相当大的应变可以损坏碳纤维织物。
[0013]在作为稀松布或织物提供的坯料的三维变形中，坯料的基体所基于的纤维之间的距离可以通过剪切来增加。为了有利于制造商控制并且优化产品质量和生产中的废品频率，可以将根据本专利技术的应变测量装置施加在经受特别大的应变的测量点处。由于根据本专利技术的应变测量装置的平面结构，可以在半成品成形期间进行原位测量。由于基于印刷测量回路的方法的便宜生产过程，应变测量装置可以用作一次性传感器，因此可以在应变测量装置的塑性变形区域进行远距离测量。
[0014]假如存在线路和连接件电阻将使测量失真的危险，则在电阻的测量中使用四线感测。因此，有利的是如果应变测量装置的测量元件的电阻也通过四线感测来确定。在四线感测中，已知的电流通过两条路径流过测量元件。测量元件处的电压降由其他两个导电轨道感测并且用电压表测量。根据欧姆定律从中计算待测量的电阻。
[0015]测量元件可以具有连接到四个导电轨道的曲折测量的导体结构。
[0016]本专利技术的有利发展和配置包含在从属权利要求中。
[0017]载体膜有利地具有聚合物膜。聚合物膜优选地由聚酯、聚乙烯或热塑性聚氨酯组成。印刷膏通常是称为含有银和/或导电烟灰颗粒的填充聚合物的事物。通过对载体膜和印刷膏使用对应材料，保证高扩展性和热稳定性。特别地，此类聚合物印刷膏可以承受超过100％的应变，使得由此印刷的结构即使在应变之后仍然是充分导电的。
[0018]规定载体膜被配置成使得测量元件可以布置在基体的待变形区域上，导体连接件布置在待变形区域外部。例如，施加到导体连接件并且高于测量回路的其余部分的插头、引脚、压合元件或焊接点可以因此定位在基体的待变形区域外部。结果，在基体的待变形区域中避免由高结构化的连接构件生成人工产物。
[0019]根据特别的实施方案，测量元件被配置成条形式，在每种情况下，两个导电轨道布置在测量元件的纵向端处。测量元件沿纵向轴线延展。优选的测量方向很容易由纵向轴线提供。
[0020]导电轨道优选地具有连接件部分，其上布置有导体连接件。导电轨道还具有布置在测量元件与连接件部分之间的元件部分，测量元件的导电轨道的连接件部分相邻于彼此布置并且至少在部分上平行于彼此排列。导体连接件因此可以被明显地引导到待变形区域
外部的点，使得关于基体的成形过程不受导体连接件的影响。
[0021]特别优选的是，如果测量元件的纵向轴线不与连接件部分成90
°
的角度。具有导体连接件的连接件部分因此可以舒适地定位在待变形区域外部并且同时可以计量地感测应变的任何方向。
[0022]应变测量装置的特别配置提供多个单独的测量回路，每个测量回路适于确定在不同方向上发生的应变。这里，多个测量回路布置在共享的载体膜上。因此，可以非常简单地根据它们在成形期间在不同方向上的应变来监测三维形状。
[0023]通过三个测量元件可以均特别有效和便宜地进行成形的三维监测，这些测量元件相对于彼此被配置成星形，测量元件中的每一个被分配给单独的测量回路。待感测的应变的方向优选地与相邻测量元件的应变的方向成120
°
的角度。特别地，这对于足够小的传感器或者如果再成形表面较大是可能的，如在具有恒定再成形的球体中的情况。
[0024]为了实现应变测量装置的最大功能集成，测量回路具有布置在载体膜上的微处理器，该微处理器适于提供由测量元件生成的电信号。通过微处理本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.用于电确定基体(40)的应变的应变测量装置(10)，其具有
‑
载体膜(12)，所述载体膜能够施加到所述基体(40)，
‑
电测量回路(14)，所述电测量回路用导电印刷膏印刷到所述载体膜(12)上，所述电测量回路具有用于基于所述应变生成电信号的测量元件(16)，并且具有连接到所述测量元件(16)以用于四线感测的四个导电轨道(18)，所述四个导电轨道(18)中的每一个具有电导体连接件(22)，其中所述导电轨道(18)、所述导体连接件(22)和所述测量元件(16)用相同的所述印刷膏印刷。2.如权利要求1所述的应变测量装置(10)，其特征在于，所述印刷膏是称为包含银和/或导电烟灰颗粒的填充聚合物的事物，并且所述载体膜(12)是聚合物膜。3.如权利要求1或2所述的应变测量装置(10)，其特征在于，所述载体膜(12)被配置成使得所述测量元件(16)能够布置在所述基体(40)的待变形区域(78)中并且所述导体连接件(22)能够布置在所述待变形区域(78)外部。4.如前述权利要求中一项所述的应变测量装置(10)，其特征在于，所述测量元件(16)被配置成条形式，在每种情况下，两个导电轨道(18)布置在所述测量元件(16)的纵向端(20)处。5.如权利要求中一项所述的应变测量装置(10)，其特征在于，每个导电轨道(18)具有连接件部分(24)和元件部分(26)，所述连接件部分具有布置在其上的导体连接件(22)，所述元件部分布置在所述测量元件(16)与所述连接件部分(24)之间，测量元件(16)的所述导电轨道(18)的所述连接件部分(24)相邻于彼此布置并且至少在部分上平行于彼此排列。6.如权利要求5所述的应变测量装置(10)，其特征在于，所述测量元件(16)的纵向轴线(19)不与所述连接件部分(24)成90
°
的角度。7.如...
【专利技术属性】
技术研发人员：曼努埃拉，
申请(专利权)人：巴鲁夫公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。