[发明专利]用于测量量接收器的应变片

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量量接收器的应变片。 

背景技术

通过材料及其处理方法的新开发或者进一步开发可以明显提高关于用于制造称量单元和力接收器的测量弹簧的要求方面的性能。这里主要的要求是变形体以及附着在其上的应变片的可再现的、在时间上恒定的特性。在此，使用具有最小自蠕变和可再现特性的材料是构造良好接收器的前提。 

实践中每种测量弹簧材料在机械负载下或多或少具有大的正的自蠕变。在这种负载下，测量弹簧材料的伸长传递给附着的应变片，该应变片由设置在载体层上的曲折形的、金属箔构成的测量栅组成。应变片也具有自蠕变，该自蠕变在负载下具有负号。弹簧体的该特性和应变片的该特性此时如此相互协调，使得它们在理想情况下刚好相互抵消，这样尽可能避免测量误差。为此，应变片的自蠕变必须与测量弹簧材料的自蠕变相协调。理想情况下应变片的蠕变特性必须与测量弹簧材料的蠕变特性具有相同的时间变化曲线而符号相反。 

由EP 0451636A1公开了一种具有特别小的蠕变误差的应变片。该应变片包括一个薄膜状的载体层，在该载体层上粘贴了一个曲折形的由薄膜电阻构成的测量栅。在这里载体薄膜由一确定的塑料薄膜组成，通过该塑料薄膜尤其改进应变片的与温度相关的自蠕变特性。不过，自蠕变特性不只取决于测量栅、载体以及连接剂所使用的材料，因此，自蠕变基于曲折形测量栅的几何构型已经具有了不利的自蠕变特性。 

由于蠕变过程还由被相对窄地限界的测量栅端部区域确定，所以蠕变过程也受到该区域内的结构变化的影响。因此在实践中已知，这样来影响蠕变特性：测量栅端部上的转向部位的长度与测量栅的条宽度相比可变化。因此EP 0451636A1在实践中具有曲折形的测量栅，该测量栅具有大量平 行地并排布置的、由薄膜电阻构成的测量栅条。该薄膜电阻大多由铜镍合金(Konstantan)或者镍铬合金(Karma)构成并优选具有约3到5微米的薄膜厚度。在此，整个测量栅大多具有3到6毫米的长度和30到50微米的条宽度，其中条之间的间距大约相当于一个条宽度。因此，条端部上的转向部位具有约3个测量栅条宽度的总宽度。为了补偿蠕变特性，转向部位的长度通常相当于栅条宽度的2至6倍。整个被拉长的测量栅的作用和张紧的弹簧类似。弹簧力因此尤其是在转向部位的区域中在载体薄膜和粘接剂层中产生切应力。在该应力的影响下，应变片和粘接剂的塑料张弛，即反作用力减弱并且测量栅收缩。因此产生应变片的负蠕变，该蠕变应尽可能和测量体的正蠕变具有相同的大小，以使合成的测量量接收器总蠕变为零。然而特别是在测量弹簧体具有较大正蠕变的情况下为了补偿蠕变需要比较短的转向部位，该转向部位必须承受大的切应力。这特别是在通常的应变片制造公差下引起比较大的蠕变特性发散，由于这种发散，难以实施可精确地重复再现的蠕变补偿。 

由DE 19909042A1公开了一种应变片，由于该应变片的蠕变特性，通过特别的转向部位构型特别是可以有利地补偿测量弹簧体的小的正蠕变。为此规定，转向部位长度和转向部位宽度与栅条宽度相比增大，使得由测量栅条产生的拉力对转向部位的影响总体减小。但在实践中这只在将通常的测量栅条宽度减小以便在相同的应变片面上获得相同的栅结构的时候才是可能的。然而经常并非总是有必要使应变片的负蠕变总体减小，而是只要在预给定测量弹簧体正蠕变的情况下通过可精确调整的应变片负蠕变使测量误差保持尽可能小。 

由于转向部位长度和宽度与测量栅条宽度之比小，尤其在补偿较大的正的测量体蠕变时，该测量误差很难以高的可再现性减小。因为在补偿比较大的测量体蠕变时应变片的载体薄膜在转向部位上承受大的切应力峰值并且这可导致与时间和温度相关的蠕变方面的较大发散并从而在应变片接收器中引起测量信号改变。因为转向部位也是被测的应变片电阻的一部分，所以薄膜电阻在转向部位区域内由于大的剪应力引起的张弛而发生的改变导致测量电阻的改变，从而导致测量误差。 

发明内容

因此，本发明的任务在于，改进开头所述类型的应变片，使得能够以高度可再现性将测量量接收器的与蠕变相关的测量误差最小化。 

根据本发明，提出一种用于测量量接收器的应变片，它具有一个安置在薄膜式的载体层上的、由测量栅条构成的、曲折形的测量栅，在该测量栅的端部区域上安置有一些转向部位，所述转向部位具有用于与平行地布置在旁边的测量栅条连接的横条，其中，每个转向部位由一个细的横条和两个作为所述测量栅条的延长段的纵条组成，其中，横条布置在测量栅条的终点上和纵条的起点上。