[其他]用于检测形变的测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，用于检测物理值如力、压力、温度、扭矩或它们的组合。在该测量装置上，所要测量的值作用于金属体，借助欧姆电阻形变产生的改变电检测金属体的形变。 

背景技术

例如DE 10 2006 004 285 A1公开了一种按照这种原理工作分类的测量装置。连接板形的金属体中间具有装入罐形传感元件的孔。在传感元件表面上具有带有电阻应变片并通过玻璃层绝缘安装的传感器电路，该传感器电路作为具有电阻的惠斯登电桥电路以金属薄层技术构成。传感元件沿其圆周在连接板形金属体的上和下侧面与金属体焊接。在这种情况下，焊缝各自一部分继续延伸到金属体的材料厚度内。 

这种焊接在焊缝底部的区域内会产生材料应力，对测量的精确度产生不利影响或者降低使用寿命。此外，传感元件需要从连接板形金属体的两面焊接，这样或者增加工件的操作开支，或者提高加工的仪器制造费用。 

德国专利申请DE 195 27 687 A1此外公开了一种传感器，其具有安装在测量膜片上的薄层电阻，该薄层电阻以两个惠斯登电桥的方式设置在测量膜片的这种位置上，即一个电桥的两个电阻设置在承受负荷膜片的受压区域内，而其他电阻则设置在承受负荷膜片的伸长区域内。按照这种方式，据称能够识别整体上对冗余测量电桥设置产生不利影响的改变，但仅通过两个电桥的比较并不能识别这种改变，因为例如像老化、材料疲劳、腐蚀等同样涉及到两个电桥。 

实用新型内容

从最近出现的现有技术出发，本实用新型的目的在于，提供一种测量装置，该测量装置制造简单并在使用寿命长的情况下能提供高的测量精确度。 

本实用新型的目的利用一种具有以下技术特征的测量装置得以实现。且本实用新型的优选构成在下文中予以说明。 

依据本实用新型的测量装置具有可与所要测量的值产生相应形变的金属体。根据金属体的设计和使用，金属体内会出现具有不同测量原因的弯曲力、拉力、压力、扭矩或者还有热膨胀。因此所要测量的值可以是金属体形变的直接或者间接原因，从而金属 体的形变与其原因(也就是所要测量的值)之间存在相关性，并根据所要测量的值得出结论。 

测量装置此外包括传感元件，该传感元件具有金属载体和以金属薄层技术在其上构成的欧姆电阻，该传感元件与金属体通过焊接连接，并且该传感元件产生与金属体的形变相应的、可以电计值的信号。电阻值随着形变改变的欧姆电阻以电阻应变片的方式得到广泛应用。在本案例中，电阻以公知的金属薄层技术在传感元件上构成并与其固定连接。这种技术的优点是，电阻在几乎原子状态的平面上与传感器的金属载体连接，从而可靠避免电阻与(金属)载体分离时造成的蠕变效应。 

在焊接的状态下，焊缝完全包围传感器的金属载体以及金属体在与金属载体的焊接连接上具有完全由焊缝渗透的材料厚度t。按照这种方式，金属体与金属载体之间的连接可以仅从金属体的一面出发产生，从而不需要翻转金属体，重新定位然后进行第二次焊接。 

此外，依据本实用新型的测量装置的优点是，焊缝内金属体的全部材料熔化而形成焊缝，从而可以明显降低焊缝底部上的残余应力。传感器的金属载体与金属体之间在焊接期间形成仅液体的区域，该区域现在通过金属体的材料厚度可以均匀凝固。 

按照这种方式，传感元件在金属载体中夹紧，从而可以以高精确度和长使用寿命方式正确地检测形变。 

金属体的材料厚度t优选在0.2-1.2mm的范围内。传感元件的金属载体同样优选具有5-15mm的外径。 

在一种具有优点的构成中，金属载体在其圆周上具有法兰，其材料厚度在焊接部位的区域内基本上等于金属体的材料厚度，也就是t，其中，焊缝为对接焊缝。作为选择，金属载体为罐形，法兰通过罐壁上加工的圆周槽被轴向限制。 

鉴于欧姆电阻被物理设置在传感元件上，特别需要列举以下具有优点的构成：传感元件的电阻相互错接而形成至少两个惠斯登全电桥。每个惠斯登电桥在传感元件上具有四个或者五个用于连接计值单元的电连接面。惠斯登电桥的至少两个电阻通过两个串联的电阻形成，它们之间具有各自一个电接线，可以向其施加可改变的电阻，以调整电桥电压的零点。这种可改变的电阻有选择地与惠斯登电桥连接，以便有针对性地失调电桥。因此达到可以将失调电桥的信号有针对性地输送到借助该信号自动检查设计的计值单元。