AT527217B1 - Verfahren zur Anordnung von zumindest drei Dehnungssensoren - Google Patents
Verfahren zur Anordnung von zumindest drei Dehnungssensoren Download PDFInfo
- Publication number
- AT527217B1 AT527217B1 ATA50636/2023A AT506362023A AT527217B1 AT 527217 B1 AT527217 B1 AT 527217B1 AT 506362023 A AT506362023 A AT 506362023A AT 527217 B1 AT527217 B1 AT 527217B1
- Authority
- AT
- Austria
- Prior art keywords
- component
- strain
- geometric
- strain sensors
- symmetry
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 claims description 22
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/18—Measuring force or stress, in general using properties of piezo-resistive materials, i.e. materials of which the ohmic resistance varies according to changes in magnitude or direction of force applied to the material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring 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
- G01L1/22—Measuring 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
- G01L1/2287—Measuring 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 constructional details of the strain gauges
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring 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
- G01L1/205—Measuring 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 distributed sensing elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring 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
- G01L1/22—Measuring 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring 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
- G01L1/22—Measuring 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
- G01L1/2206—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Es wird ein Verfahren zur Anordnung von zumindest drei Dehnungssensoren (1, 2, 3) an einem, insbesondere elastischen, plattenförmigen Bauteil (4, 6, 7), das mindestens eine geometrische und/oder mechanische Symmetrie (S1, S2) aufweist, zur eindeutigen Bestimmung einer Position und Größe einer lokal begrenzt wirkenden, insbesondere punktförmigen, Kraft (F) auf das Bauteil (4, 6, 7) gezeigt.
Description
Ss N
[0001] Die Erfindung handelt von einem Verfahren zur Anordnung von zumindest drei Dehnungssensoren an einem, insbesondere elastischen, plattenförmigen Bauteil, das mindestens eine geometrische und/oder mechanische Symmetrie aufweist, zur eindeutigen Bestimmung einer Position und Größe einer lokal begrenzt wirkenden, insbesondere punktförmigen, Kraft auf das Bauteil.
[0002] Besitzt ein plattenförmiges Bauteil diverse Symmetrien (Spiegel-, Rotationssymmetrien, etc.) in Bezug auf die Verteilung der Materialeigenschaften, der Bauteilgeometrie und der Randbedingungen, etc., kann es zu einer uneindeutigen Identifikation der Belastungslage kommen, wenn eine lokal begrenzt wirkende punktförmige Kraft auf das Bauteil einwirkt.
[0003] Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu schaffen, mit dem reproduzierbar eine eindeutige Bestimmung einer Position und Größe einer lokal begrenzt wirkenden Kraft auf ein plattenförmiges Bauteil möglich wird.
[0004] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.
[0005] Indem für jeden Dehnungssensor ein mathematisches Modell zumindest aus einem Plattenmodell, insbesondere ein Kirchhoffsches Plattenmodell, auf Basis einer elastischen Plattentheorie des Bauteils, aus einem Sensormodell zu der elektromechanischen Eigenschaft des betreffenden Dehnungssensors und aus der geometrischen Anordnung des betreffenden Dehnungssensors an dem Bauteil gebildet wird, kann es möglich werden, eine eindeutige Lösung, die von der Anordnung der Dehnungssensoren in Bezug auf die geometrische und/oder mechanische Symmetrie des Bauteils abhängig ist, zu finden. Hierzu wird für jedes mathematische Modell ein Schätzverfahren verwendet, um bei jedem mathematischen Modell die Lösungen unter Vorgabe einer für alle mathematischen Modelle gleichen lokal begrenzt wirkenden, insbesondere punktförmigen, Kraft auf das Bauteil zu berechnen und anschließend werden alle berechneten Lösungswerte der Lösungen der mathematischen Modelle miteinander verglichen, ob die Lösungen der mathematischen Modelle in einem einzigen Lösungswert der berechneten Lösungswerte im Wesentlichen übereinstimmen.
Damit kann nämlich festgestellt werden, ob eine eindeutige Bestimmung einer Position und Größe einer lokal begrenzt wirkenden Kraft auf das Bauteil möglich ist.
So lässt sich bei mehrfacher Übereinstimmung daraus schließen, dass mit der aktuellen Anordnung der Dehnungssensoren keine eindeutige Bestimmung der Position und Größe der Kraft möglich ist.
Ist aber diese Übereinstimmung an nur einer Stelle gegeben, steht fest, dass die Gesamtheit aus Bauteil (Verteilung der Materialeigenschaften, der Bauteilgeometrie, der Randbedingungen etc.) und aller verwendeten Dehnungssensoren (Lage, Länge und Orientierung, Art) keine Symmetrien mehr aufweist. Die geometrische und/oder mechanische Symmetrie des Bauteils ist damit in der Gesamtheit gesehen aufgehoben, weil durch die Übereinstimmung aller Modelle in einem L6ösungswert erkannt wird, dass die Symmetrien der Gesamtheit aller Sensoren nicht mit den Symmetrien des Bauteils zusammenfallen. Eine eindeutige Bestimmung der Position und Größe der Kraft auf das Bauteil wird damit von den Dehnungssensoren reproduzierbar ermöglicht. Zudem ist das erfindungsgemäße Verfahren einfach zu handhaben und stellt nach Anwendung eine exakte Messung der Position und Größe der Kraft sicher.
[0006] Vorzugsweise wird bei dieser fehlenden Übereinstimmung die geometrische Anordnung zumindest eines Dehnungssensors der Dehnungssensoren an dem Bauteil verändert, bis sich diese Übereinstimmung für eine eindeutige Bestimmung der Position und Größe der Kraft auf das Bauteil ergibt.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch zumindest ein Dehnungssensor durch einen anderen, insbesondere anders geometrisch ausgebildeten, Dehnungssensor ersetzt werden, bis sich diese Übereinstimmung für eine eindeutige Bestimmung der Position und Größe der Kraft auf das Bauteil ergibt.
Damit kann anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens die Anordnung der Dehnungssensoren
SS N 8 N
Sr -hes AT 527 217 B1 2024-12-15
stets reproduzierbar zu einer eindeutigen Bestimmung der Position und Größe der Kraft auf das Bauteil führen.
[0007] Das Verfahren kann weiter erleichtert werden, wenn an dem Bauteil die Dehnungssensoren mit jeweils der Längserstreckung derart angeordnet werden, dass für zumindest eine, insbesondere für jede, geometrische und/oder mechanische Symmetrie an dem Bauteil mindestens ein Dehnungssensor der Dehnungssensoren mit dessen Längserstreckung einen asymmetrischen Verlauf in Bezug auf diese geometrische oder mechanische Symmetrie aufweist.
[0008] Weist beispielsweise das Bauteil mehrere geometrische und/oder mechanische Symmetrien auf, dann kann vorstehendes erreicht werden, wenn für jede geometrische und/oder mechanische Symmetrie am Messobjekt jeweils ein Dehnungssensor der Dehnungssensoren derart angeordnet wird, dass dessen Längserstreckung einen asymmetrischen Verlauf in Bezug auf jeweils eine Symmetrie der geometrischen und/oder mechanischen Symmetrien aufweist.
[0009] Vorstehendens kann beispielsweise ermöglicht werden, wenn ein angeordneter Dehnungssensor der Dehnungssensoren einen asymmetrischen Verlauf in Bezug auf eine Spiegelsymmetrie als geometrische Symmetrie des Bauteils aufweist.
[0010] Vorstellbar ist weiter, dass ein angeordneter Dehnungssensor der Dehnungssensoren einen asymmetrischen Verlauf in Bezug auf eine Rotationssymmetrie als geometrische und/oder mechanische Symmetrie des Bauteils aufweist. Dies kann zuverlässig eine Rotationssymmetrie des Bauteils brechen.
[0011] Vorzugsweise weist ein angeordneter Dehnungssensor der Dehnungssensoren einen asymmetrischen Verlauf in Bezug auf eine Punktsymmetrie als geometrische und/oder mechanische Symmetrie des Bauteils auf, um damit diese Symmetrie zu brechen.
[0012] Vorzugsweise verlaufen ein angeordneter Dehnungssensor der Dehnungssensoren mit dessen Längserstreckung entlang der geometrischen und/oder mechanische Symmetrieachse oder -ebene des Bauteils. Diese Anordnung entlang einer Symmetrie ermöglicht beispielsweise eine gleichmäßigere Sensitivität, dies insbesondere gegenüber möglichen, in der Fläche zufällig verteilt wirkenden Kraftbelastungen.
[0013] Werden die Dehnungssensoren mit einer im Wesentlichen linienartigen, insbesondere geraden, Längserstreckung an dem Bauteil vorgesehen, kann dies die Anordnung der Dehnungssensoren weiter erleichtern.
Hierzu weisen die Dehnungssensoren bevorzugt einen geraden Verlauf, sodass sie im Fertigungsprozess einfach aufgebracht, gelegt oder gespannt werden können. Kurvenverläufe entlang optimaler Pfade sind aber möglich und erhöhen die Genauigkeit der Auswertung. Außerdem überwachen linienartige Dehnungssensoren das Bauteil vergleichsweise großräumig und mitteln Störeffekte aus, was die Sensitivität der Dehnungssensoren weiter verbessern kann.
[0014] Vorzugsweise weist der Dehnungssensor zumindest einen elasto-resistiven Draht auf, was die Zuverlässigkeit und/oder Genauigkeit der Messdatenerfassung weiter erhöhen kann.
[0015] Beispielsweise ist das plattenförmige Bauteil eine Schutzplatte für eine Transaktionsbatterie oder ein Bodenblech dieser Transaktionsbatterie.
[0016] In den Figuren ist beispielsweise der Erfindungsgegenstand anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher dargestellt. Es zeigen
[0017] Fig. 1 ein plattenförmiges Bauteil mit einer ersten Anordnung von drei Dehnungssensoren,
[0018] Fig. 1a Ansichten zu drei Lösungen von drei mathematischen Modellen, die je ein Sensormodell eines Dehnungssensors enthalten, zu der nach Fig. 1 dargestellten ersten Anordnung,
[0019] Fig. 1b eine Darstellung der berechneten Lösungswerte der nach Fig. 1a dargestellten Lösungen,
[0020] Fig. 2 das plattenförmige Bauteil der Fig. 1 mit einer zweiten Anordnung der drei Dehnungssensoren nach einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
[0021] Fig. 2a Ansichten zu drei Lösungen von drei mathematischen Modellen, die je ein Sensormodell eines Dehnungssensors enthalten, zu einer zweiten Anordnung dieser Dehnungssensoren an einem plattenförmigen Bauteil,
[0022] Fig. 2b eine Darstellung der berechneten Lösungswerte der nach Fig. 2a dargestellten Lösungen,
[0023] Fig. 3 eine erfindungsgemäße dritte Anordnung von drei Dehnungssensoren an einem rotationssymmetrischen und plattenförmigen Bauteil nach einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform und
[0024] Fig. 4 eine erfindungsgemäße vierte Anordnung von drei Dehnungssensoren an einem spiegelsymmetrischen, kreisrunden und plattenförmigen Bauteil nach einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
[0025] Nach den Figuren 1 und 2 sind jeweils Dehnungssensoren 1, 2, 3 zu erkennen, die an einem spiegelsymmetrischen und rechteckigen Bauteil 4 angeordnet sind, und zwar an der Oberseite 4a dieses Bauteils 4. Das Bauteil 4 weist zwei Symmetrien S1 und S2, nämlich Spiegelsymmetrien, auf, wie in den Figuren 1 und 2 zu erkennen. Zudem ist das Bauteil 4 beispielsweise elastisch, kann aber auch elastisch-plastische Eigenschaften bei der Verformung, auch je nach Größe der mechanischen Belastung, aufweisen. Beispielsweise ist dieses Bauteil 4 eine Schutzplatte für eine Transaktionsbatterie oder ein Bodenblech dieser Transaktionsbatterie.
[0026] Nach den Figuren 1a, 1b und 2a, 2b wird das Verfahren zur Anordnung von drei Dehnungssensoren 1, 2, 3 an einer Oberseite 4a eines plattenförmigen Bauteils 4 veranschaulicht.
[0027] So ist nach Fig. 1a und 1b zu erkennen, dass mit der nach Fig. 1 dargestellten ersten geometrischen Anordnung der Dehnungssensoren 1, 2 und 3 sowie der geometrischen Symmetrie S1, S2 des elastischen Bauteils 4 eine Belastungslage, nämlich eine vertikale Belastung mit einer punktförmigen Kraft F, nicht eindeutig bestimmt werden kann.
[0028] Hingegen ist entsprechend der erfindungsgemäßen zweiten Anordnung der Dehnungssensoren 1, 2 und 3 nach Fig. 2 eine eindeutige Bestimmung der Position und Größe der lokal begrenzt wirkenden punktförmigen Kraft F auf das Bauteil 4 möglich.
[0029] Dies wird erfindungsgemäß dadurch möglich, indem für jeden Dehnungssensor 1, 2, 3 ein mathematisches Modell aus einem Plattenmodell, nämlich Kirchhoffschen Plattenmodell, auf Basis einer elastischen Plattentheorie des Bauteils, aus einem Sensormodell zu der elektromechanischen Eigenschaft des betreffenden Dehnungssensors 1, 2, 3 und aus der geometrischen Anordnung des betreffenden Dehnungssensors 1, 2, 3 an dem Bauteil 4 gebildet wird.
[0030] Die Lösungen A, C und B1 oder B2 zu den drei mathematischen Modellen sind in Fig. 1a und 2a dargestellt. Um diese Lösungen A, B1, B2 und C zu berechnen, wird für jedes mathematische Modell ein Schätzverfahren verwendet. Mithilfe des Schätzverfahrens wird bei jedem mathematischen Modell und dessen Lösungen A, B1, B2 oder C unter Vorgabe einer für alle mathematischen Modelle gleichen lokal begrenzt wirkenden punktförmigen Kraft F auf das Bauteil 4 die möglichen Positionen dieser Kraft F berechnet. Die sich daraus ergebenden Lösungswerte W(A), W(B1), W(B2) und W(C) der Lösungen A, B1, B2 und C sind in Fig. 1b und 2b zu erkennen.
Alle berechneten Lösungswerte W(A), W(B1), W(B2) und W(C) der Lösungen A, B1, B2, C der mathematischen Modelle werden nun miteinander verglichen.
[0031] Wie in Fig. 1b für diese Anordnung der Dehnungssensoren 1, 2, 3 nach Fig. 1 zu erkennen, weist die berechneten Lösungswerte W(A), W(B1) und W(C) zwei gemeinsame Schnittpunkte 5 auf. Die Lösungen A, B1 und C der mathematischen Modelle stimmen daher nicht in einem einzigen Lösungswert 5 der berechneten Lösungswerte W{(A), W(B1) und W(C) überein. Eine eindeutige Bestimmung der Position und Größe der Kraft F auf das Bauteil 4 ist daher nicht möglich. Dies, weil die nach Fig. 1 angeordneten Dehnungssensoren 1, 2, 3 mit deren jeweiligen Längserstreckung keinen asymmetrischen Verlauf in Bezug auf alle geometrischen oder mecha-
x ‚Hex AT 527 217 B1 2024-12-15
Ss N
nischen Symmetrien S1, S2 des Bauteils 4 aufweisen.
[0032] Eindeutige Lösung ist aber erfindungsgemäß gegeben, wenn sich ein einziger Lösungswert ergibt, wie nachfolgend gezeigt: _ Wie in Fig. 2b zur erfindungsgemäßen Anordnung nach Fig. 2 dargestellt, ergibt sich eine Ubereinstimmung in einem einzigen für alle Lösungen A, B2, C der mathematischen Modelle gemeinsamen Lösungswert 5. Dadurch ist eine eindeutige Bestimmung der Position und Größe der Kraft F auf das Bauteil 4 möglich. Dies deshalb, weil die Gesamtheit aus Bauteil 4 und aus Dehnungssensoren 1, 2, 3 keine Symmetrien mehr aufweisen. Der zweite und dritte Dehnungssensor 2 und 3 brechen nämlich die beiden Spiegelsymmetrien S1, S2 des Bauteils 4, wodurch sich Eindeutigkeit ergibt.
[0033] Um diese eindeutige Lösung zu erreichen, muss an der Anordnung der Dehnungssensoren 1, 2, 3 an dem Bauteil 4 nach Fig. 1 eine Anderung vorgenommen werden. Diese Veränderung kann in einem eigenen Verfahrensschritt stattfinden. Ausgehend von Fig. 1 wird dies Änderung erreicht, indem der angeordnete zweite Dehnungssensor 2 in der Anordnung geändert wird, wie in Fig. 2 dargestellt.
[0034] Im Allgemeinen gesprochen, werden am Bauteil 4 die Dehnungssensoren 1, 2, 3 mit jeweils der Längserstreckung L1, L2, L3 derart angeordnet, dass für jede geometrische und/oder mechanische Symmetrie S1, S2 an dem Bauteil 4 mindestens ein Dehnungssensor 1, 2 oder 3 der Dehnungssensoren 1, 2, 3 mit dessen Längserstreckung L1, L2, L3 einen asymmetrischen Verlauf in Bezug auf diese geometrische oder mechanische Symmetrie S1, S2 aufweist.
[0035] Mit dieser Änderung der Anordnung des zweiten Dehnungssensors 2 weisen nun der zweite und der dritte Dehnungssensor 2, 3 der Dehnungssensoren 1, 2, 3 einen asymmetrischen Verlauf in Bezug auf die beiden geometrischen Spiegelsymmetrien S1, S2 des Bauteils 4 auf. Dadurch ist eine eindeutige Bestimmung der Position und Größe der Kraft F auf das Bauteil 4 möglich, wie im einzigen Lösungswert 5 nach Fig. 2b zu erkennen.
[0036] Nach Fig. 3 ist eine erfindungsgemäße Anordnung von drei Dehnungssensoren an einem zweifach-rotationssymmetrischen platten- und rhomboidförmigen Bauteil 6 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. Der dritte Dehnungssensor 3 bricht die beiden Symmetrien S1, S2 des Bauteils 6, wodurch sich Eindeutigkeit in der Bestimmung der Position und Größe der lokal begrenzt wirkenden punktförmigen Kraft F auf das Bauteil 6 ergibt.
[0037] Diese Eindeutigkeit ist auch im dritten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 gegeben. An diesem rotationssymmetrischen Bauteil 7 mit unendlich vielen Rotations- und Spiegelsymmetrien führen die Dehnungssensoren 1 und 2 zu einer zweifachen Spiegelbeziehungsweise Rotationssymmetrie, welche durch den dritten Dehnungssensor 3 der Dehnungssensoren 1, 2, 3 gebrochen werden.
[0038] Wie zudem allen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen nach Fig. 2, 3 und 4 entnommen werden kann, verlaufen mehrere Dehnungssensoren entlang einer geometrischen Symmetrieachse S1, S2 des jeweiligen Bauteils 4, 6, 7. So verläuft der Dehnungssensor 1 entlang der geometrischen Symmetrieachse S1 des Bauteils 4, die Dehnungssensoren 1, 2 entlang der geometrischen Symmetrieachse S1 des Bauteils 6 sowie die Dehnungssensoren 1, 2 entlang der geometrischen Symmetrieachse S1 der Bauteils 7.
[0039] Alle Dehnungssensoren 1, 2, 3 sind als elasto-resistive Drähte ausgeführt. Die Dehnungssensoren 1, 2, 3 sind an dem jeweiligen Bauteil 4, 6, 7 mit einer im Wesentlichen linienartigen Längserstreckung vorgesehen, wobei davon der erste und zweite Dehnungssensoren 1, 2 gerade verlaufen. Dies vereinfacht die Anordnung der Dehnungssensoren 1, 2, 3 erheblich.
[0040] Im Allgemeinen wird festgehalten, dass „insbesondere“ als „more particularly" ins Englische übersetzt werden kann. Ein Merkmal, dem „insbesondere" vorangestellt ist, ist als fakultatives Merkmal zu betrachten, das weggelassen werden kann, und stellt damit keine Einschränkung, beispielsweise der Ansprüche, dar. Das Gleiche gilt für „vorzugsweise“, ins Englische übersetzt als „preferably“.
Claims (10)
1. Verfahren zur Anordnung von zumindest drei Dehnungssensoren (1, 2, 3) an einem, insbesondere elastischen, plattenförmigen Bauteil (4, 6, 7), das mindestens eine geometrische und/oder mechanische Symmetrie (S1, S2) aufweist, zur eindeutigen Bestimmung einer Position und Größe einer lokal begrenzt wirkenden, insbesondere punktförmigen, Kraft (F) auf das Bauteil (4, 6, 7), bei dem
die Dehnungssensoren (1, 2, 3) mit einer Längserstreckung an dem Bauteil (4, 6, 7) geometrisch angeordnet werden, für jeden Dehnungssensor (1, 2, 3) ein mathematisches Modell zumindest aus einem Plattenmodell, insbesondere ein Kirchhoffsches Plattenmodell, auf Basis einer elastischen Plattentheorie des Bauteils (4, 6, 7), aus einem Sensormodell zu der elektromechanischen Eigenschaft des betreffenden Dehnungssensors (1, 2, 3) und aus der geometrischen Anordnung des betreffenden Dehnungssensors (1, 2, 3) an dem Bauteil (4, 6, 7) gebildet wird, für jedes mathematische Modell ein Schätzverfahren verwendet wird, um bei jedem mathematischen Modell die Lösungen (A, B1, B2, C) unter Vorgabe einer für alle mathematischen Modelle gleichen lokal begrenzt wirkenden, insbesondere punktförmigen, Kraft (F) auf das Bauteil (4, 6, 7) zu berechnen, und anschließend alle berechneten Lösungswerte (W{(A bis C)) der Lösungen (A, B1, B2, C) der mathematischen Modelle miteinander verglichen werden, ob die Lösungen der mathematischen Modelle in einem einzigen Lösungswert (W{(A bis C)) der berechneten Lösungswerte (W(A bis C)) im Wesentlichen übereinstimmen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dieser fehlenden Übereinstimmung die geometrische Anordnung zumindest eines Dehnungssensors (1, 2 oder 3) der Dehnungssensoren (1, 2, 3) an dem Bauteil (4, 6, 7) verändert und/oder zumindest ein Dehnungssensor (1, 2, 3) durch einen anderen, insbesondere anders geometrisch ausgebildeten, Dehnungssensor (1, 2, 3) ersetzt wird, bis sich diese Übereinstimmung für eine eindeutige Bestimmung der Position und Größe der Kraft (F) auf das Bauteil (4, 6, 7) ergibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Bauteil (4, 6, 7) die Dehnungssensoren (1, 2, 3) mit jeweils der Längserstreckung derart angeordnet werden, dass für zumindest eine, insbesondere für jede, geometrische und/oder mechanische Symmetrie (S1, S2) an dem Bauteil (4, 6, 7) mindestens ein Dehnungssensor (1, 2 oder 3) der Dehnungssensoren (1, 2, 3) mit dessen Längserstreckung einen asymmetrischen Verlauf in Bezug auf diese geometrische oder mechanische Symmetrie (S1, S2) aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein angeordneter Dehnungssensor (1, 2 oder 3) der Dehnungssensoren (1, 2, 3) einen asymmetrischen Verlauf in Bezug auf eine Spiegelsymmetrie als geometrische und/oder mechanische Symmetrie (S1, S2) des Bauteils (4, 6, 7) aufweist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein angeordneter Dehnungssensor (1, 2 oder 3) der Dehnungssensoren (1, 2, 3) einen asymmetrischen Verlauf in Bezug auf eine Rotationssymmetrie als geometrische und/oder mechanische Symmetrie (S1, S2) des Bauteils (4, 6, 7) aufweist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein angeordneter Dehnungssensor (1, 2 oder 3) der Dehnungssensoren (1, 2, 3) einen asymmetrischen Verlauf in Bezug auf eine Punktsymmetrie als geometrische und/oder mechanische Symmetrie (S1, S2) des Bauteils (4, 6, 7) aufweist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein angeordneter Dehnungssensor (1, 2 oder 3) der Dehnungssensoren (1, 2, 3) mit dessen Längserstreckung entlang der geometrischen und/oder mechanischen Symmetrieachse oder -ebene des Bauteils (4, 6, 7) verläuft.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnungssensoren (1, 2, 3) mit einer im Wesentlichen linienartigen, insbesondere geraden, Längserstreckung an dem Bauteil (4, 6, 7) vorgesehen werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass, der Dehnungssensor (1, 2, 3) zumindest einen elasto-resistiven Draht aufweist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Bauteil (4, 6, 7) eine Schutzplatte für eine Transaktionsbatterie oder ein Bodenblech dieser Transaktionsbatterie ist.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA50636/2023A AT527217B1 (de) | 2023-08-08 | 2023-08-08 | Verfahren zur Anordnung von zumindest drei Dehnungssensoren |
| PCT/AT2024/060302 WO2025030198A1 (de) | 2023-08-08 | 2024-08-08 | Verfahren zur anordnung von zumindest drei dehnungssensoren an einem, insbesondere elastischen, plattenförmigen bauteil |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA50636/2023A AT527217B1 (de) | 2023-08-08 | 2023-08-08 | Verfahren zur Anordnung von zumindest drei Dehnungssensoren |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| AT527217B1 true AT527217B1 (de) | 2024-12-15 |
| AT527217A4 AT527217A4 (de) | 2024-12-15 |
Family
ID=92458332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ATA50636/2023A AT527217B1 (de) | 2023-08-08 | 2023-08-08 | Verfahren zur Anordnung von zumindest drei Dehnungssensoren |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| AT (1) | AT527217B1 (de) |
| WO (1) | WO2025030198A1 (de) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110823419A (zh) * | 2019-09-09 | 2020-02-21 | 中南大学 | 一种多功能柔性阵列传感器的荷载测算方法及系统 |
| DE102020101424B3 (de) * | 2020-01-22 | 2021-04-15 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Verfahren zur Überprüfung einer Anordnung von mindestens drei Dehnungsmessstreifen sowie Spannungswellengetriebe |
-
2023
- 2023-08-08 AT ATA50636/2023A patent/AT527217B1/de active
-
2024
- 2024-08-08 WO PCT/AT2024/060302 patent/WO2025030198A1/de active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110823419A (zh) * | 2019-09-09 | 2020-02-21 | 中南大学 | 一种多功能柔性阵列传感器的荷载测算方法及系统 |
| DE102020101424B3 (de) * | 2020-01-22 | 2021-04-15 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Verfahren zur Überprüfung einer Anordnung von mindestens drei Dehnungsmessstreifen sowie Spannungswellengetriebe |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AT527217A4 (de) | 2024-12-15 |
| WO2025030198A1 (de) | 2025-02-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1498691B1 (de) | Korrekturverfahren für Koordinatenmessgeräte | |
| EP1771701B1 (de) | Sensormodul für einen tastkopf eines taktilen koordinatenmessgerätes | |
| DE102018009247B4 (de) | Sechsachsiger Kraftsensor mit Wegerfassung | |
| WO2015010684A1 (de) | Stabförmiger kraftaufnehmer mit verbessertem verformungsverhalten | |
| DE10130242B4 (de) | Berührungssignalsonde | |
| EP0136437B1 (de) | Mehrkomponentenkraft- und -momentenmesskörper mit Dehnungsmessstreifen | |
| DE102008037926B3 (de) | Vorrichtung zur taktilen Messung von dreidimensionalen Kräften | |
| DE102013012507B4 (de) | Stabförmiger Kraftaufnehmer mit vereinfachtem Abgleich | |
| EP0636855A2 (de) | Mehrkoordinaten-Tastkopf | |
| DE3234851A1 (de) | Dynamischer tastkopf | |
| DE102022117902A1 (de) | Prüfgerät für koordinatenmessvorrichtung und verfahren zum feststellen einer störung | |
| DE102019206797A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Faseneigenschaft einer Werkstückfase sowie Programm | |
| AT527217B1 (de) | Verfahren zur Anordnung von zumindest drei Dehnungssensoren | |
| DE10152038C5 (de) | Verfahren zur optoelektronischen Bestimmung von Gewindeparametern | |
| DE102010012701A1 (de) | Mikrokraftsensor | |
| DE102007020172A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum räumlichen Vermessen von Werkstücken an einer Werkzeugmaschine | |
| EP1336815A2 (de) | Abtasteinrichtung zum Vermessen einer Fertigungsmaschine | |
| DE69608380T2 (de) | Beschleunigungsdetektionsvorrichtung | |
| DE10260577A1 (de) | Dehnungsmessstreifen mit veränderbarem Nennwiderstand | |
| DE102010029074B4 (de) | Anbindungsstruktur für Mikroschwingeneinrichtungen | |
| DE102019219973A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung eines Sensors sowie Computerprogramm | |
| AT520563A4 (de) | Bestimmung der Biegeverkürzung eines zu biegenden Blechwerkstückes | |
| EP0237614B1 (de) | Messtaster | |
| DE102023204836A1 (de) | Kalibrier-Master-Installationsvorrichtung und Messverfahren für einen Kalibrier-Master in einer Werkzeugmaschine | |
| DE102010010931A1 (de) | Piezoresistiver Wandler |