本发明专利技术涉及用于测力的测量元件、测力传感器和测量组件。提出的用于测力的测量元件(1a..1c)包括两个相互间隔开的核心部(2a,2b)和四个完全相同的相互间隔开的连结板(A..D,A'..D')，连结板沿纵轴(z)定向，布置成正方形(Q)，并连接两个核心部(2a,2b)。仅在连结板(A..D,A6..D6)上设置测力传感器(3a,3b,3A..3D,11,12,21,22,31..34)。此外，提出的测力传感器(3a,3b,3A..3D)包括用于测量沿第一方向(z)的力的两个第一应变仪(11,12)、用于测量与其垂直的力的两个第二应变仪(21,22)、用于测量与其成+45°角的力的至少一个第三应变仪(31,33)，以及用于测量与其成-45°角的力的至少一个第四应变仪(32,34)。应变仪(11,12,21,22,31..34)布置在共同的基板上。最后，还提出了一种与测量元件(1a..1c)一起使用的测量组件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于测力的测量元件，包括两个相互间隔开的核心部，其各自具有用于引入要测量的力的至少一个安装表面；四个完全相同的相互间隔开的连结板(web)，连接板沿纵轴定向，布置成正方形，且在沿纵向线间隔开的连接面处连接到两个核心部上；以及位于连结板中的每个上的测力元件。本专利技术还涉及一种测力传感器和具体地与开始所述的测量元件联合使用的用于测力的测量组件。
技术介绍
借助于测量元件的变形测力在原理上是公知的。例如，CN 2156494 Y公开了一种用于此目的的测量元件，该测量元件在一部分中包括沿纵轴定向的四个相互间隔开的连结板，测力传感器附接至所述连结板。这些可用于确定垂直于所述纵轴的力。为了测量沿所述纵向方向的力，从CN 2156494 Y中所知的测量元件具有位于另一部分中的两个附加的连结板，所述连结板具有测力传感器。测量元件的其它示例例如可以从DE 37 01 372 Al和US3, 696，317 A 中获知。CN 2156494 Y中公开的测量元件的缺点在于，就设计而言相对复杂，而就体积而言也相对较大。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种改进的测量元件、改进的测力传感器和改进的测量组件。具体而言，能够实现通过简化的设计测量三维力。本专利技术的目的由开始所述类型的测量元件实现，该测量元件仅包括位于连结板上的测力传感器。此外，本专利技术的目的由一种测力传感器实现，包括位于共同的基板上的-用于测量沿第一方向的力的两个第一应变仪，-用于测量垂直于所述方向的力的两个第二应变仪，-用于测量与所述方向成+45°角的力的至少一个第三应变仪，以及-用于测量与所述方向成-45°角的力的至少一个第四应变仪。具体而言，呈现的测力传感器具有-用于测量与所述方向成+45°角的力的两个第三应变仪，以及-用于测量与所述方向成-45°角的力的两个第四应变仪。此外，本专利技术的目的还由具有上述类型的测量元件的测量组件实现，其中在用于测量沿测量元件的所述纵轴的力的惠斯登测量电桥(Wheatstone measuring bridge)的四个部分中，以下的传感器以固定的方向(sense of direction)布置-在第一部分中布置有，第一连结板的第一测力传感器和相对的第三连结板的第一测力传感器，-在第二部分中布置有，邻近第一连结板的第二连结板的第二测力传感器和与第二连结板相对的第四连结板的第二测力传感器，-在第三部分中布置有，第二连结板的第一测力传感器和第四连结板的第一测力传感器，以及-在第四部分中布置有，第一连结板的第二测力传感器和第三连结板的第二测力传感器。最后，本专利技术的目的还由具有上述类型的测量元件的测量组件实现，其中在用于测量垂直于第一连结板的测量平面的力的惠斯登测量电桥的四个部分中，以下的传感器以·固定的方向布置-在第一部分中布置有，邻近第一连结板的第二连结板的第三测力传感器，-在第二部分中布置有，第二连结板的第四测力传感器，-在第三部分中布置有，与第二连结板相对的第四连结板的第四测力传感器，以及-在第四部分中布置有，第四连结板的第三测力传感器。因此，能够实现不费力地进行三维力测量。这样所需的测量元件在设计上相对简单，且仅需要很小的安装空间。术语〃测力传感器〃应当理解为，意指经由其最终能够确定力的传感器。通常，其优选地直接测量的是应变而不是力。在本专利技术的范围内，"测力传感器〃能够设置成测量仅沿一个方向的力或应变，或可形成为这样的独立传感器的组合。在本专利技术的范围内，〃布置成正方形〃意指连结板横截面的重心位于正方形的侧边的中点，两个相邻的连结板的横截面在各情形中均相对于彼此旋转90°，而连结板的全部横截面关于所述正方形的主轴对称。〃连结板的纵轴〃延伸穿过所述正方形的重心，且定向成与其垂直。〃测量平面〃为其中布置有附接至连结板的测力传感器的任何平面。由从属权利要求和结合附图的描述形成了本专利技术的其它有利实施例和改进。如果位于连结板中的每个连接板上的测力传感器完全相同，则提供了测量元件的有利变型。因此，提供了关于由测力传感器接收到的信号的对称条件，从而简化了所述信号的求值。如果每个连结板具有定向成与连结板纵轴平行的测量平面，尤其是该测量平面还与所述正方形的侧边平行，并且如果在每个测量平面中设置有完全相同且对称布置的测力传感器，则是有利的，各自包括-用于测量沿测量元件的所述纵轴的力的两个第一测力传感器，-用于测量垂直于所述纵轴的力的两个第二测力传感器，-用于测量与所述纵轴成+45°角的力的至少一个第三测力传感器，以及-用于测量与所述纵轴成-45°角的力的至少一个第四测力传感器。因此，可以利用该测量元件来测量所有三维的力，其中由于对称设计，测力和接收的测量信号的求值特别地准确。因此根据本专利技术的设计，未加载的支路/通道的串扰被最小化，且因此提高了测量精度。通过测量元件的对称设计和通过测力传感器(优选地为应变仪)的选择布置这两者使测量误差最小化。并且，在这点上，如果-用于测力的每两个第三测力传感器布置成与所述纵轴成+45°的角，以及-用于测力的每两个第四测力传感器布置成与所述纵轴成-45°的角，那么特别地有利。因此，可以形成对称或关于两个轴点对称的测力传感器。通过对称更进一步地简化了力测量。 如果测力传感器形成为应变仪，则是有利的。因此，测量元件、测力传感器和测量组件可在实践中容易地实施，因为使用了容易获得的可靠的测量传感器。如果测量元件的核心部完全相同，尤其是具有相互平行的安装表面，则也是有利的。这样，测量元件可通过完全相同的操作使用在两个不同位置。因此，可避免将测量元件安装到要测量的部件中时产生的误差。如果连结板形成为平行于纵轴定向的棱柱，则是有利的。如果棱柱/连结板的横截面为矩形，则在这点上是特别有利的。这样，可容易地制造出连结板。当然，还可选择不同于矩形截面的横截面。例如，连结板可形成为具有半圆形、梯形或三角形横截面的条。如果测量元件为点对称的，则是特别有利的。由于高度对称，通过使用这些测量元件，可以来特别容易地实施力的测量和测量信号的求值。如果测量元件形成为单件，则是特别有利的。这样，可确保测量元件中的高度一致的材料属性，及由此导致的高水平的测量精度。如果连结板的宽度小于其两个相邻连结板之间的距离，则是有利的。这样，确保了连结板可自由地移动。此外，例如，如果测量元件由实心材料铣出，则由此还可提供用于铣刀的通路。此时应注意的是，公开的关于测量元件的变型和产生的优点同样涉及测力传感器和测量组件，反之亦然。本专利技术的上述实施例和改进可以以任何方式组合。附图说明下文将基于附图中的示意图示出的示例性实施例来更为详细地阐述本专利技术。在附图中图I示出了测量元件的第一示例；图2与图I 一样，但具有位于内部的凸台(podium)状部分；图3与图2 —样，但具有中部渐缩(taper)的连结板；图4示出了具有多个独立传感器的力传感器的第一示例；图5与图4 一样，但具有附加的成对角布置的测力传感器；图6示出了用于测量z方向上的力的示例性的测量组件；图7示出了用于测量X方向上的力的示例性的测量组件；以及图8示出了用于测量y方向上的力的示例性的测量组件。具体实施例方式图1示出了用于测力的测量元件Ia的第一示例，包括两个相互间隔开的核心部2a, 2b，其本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于测力的测量元件(1a..1c)，包括：？两个相互间隔开的核心部(2a,2b)，各自具有至少一个用于引入要测量的力的安装表面，？四个完全相同的相互间隔开的连结板(A..D,A“..D“)，该连结板沿着纵轴(z)定向，布置成正方形(Q)，并在沿纵轴间隔开的连接面处连接至两个核心部(2a,2b)，以及？位于所述连结板(A..D,A“..D“)中的每个连接板上的测力传感器(3a,3b,3A..3D,11,12,21,22,31..34)，其特征在于，测量元件(1a..1c)仅包括这些测力传感器(3a,3b,3A..3D,11,12,21,22,31..34)。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A梅尔莫尔，M米特什，F罗比尔，
申请(专利权)人：马格纳斯泰尔汽车技术两合公司，
类型：发明
国别省市：
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