[发明专利]用于测量内应力的应变片花

说明书

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1和10的前序部分所述的用于根据钻孔方法测量工件上的内应力的应变片花。

背景技术

对于确定的工件或者构件通常有必要确定在其中是否存在内应力及其大小和方向。在此，构件中的在没有外部的机械载荷的情况下起作用并且处于空间上均匀的并且时间上恒定不变的温度场下的应力理解为内应力。

为了测量这样的内应力给出了不同的检验方法，通过这些检验方法可以求出在表面上和在材料内部的内应力状况。在表面附近直到几毫米深度的区域中通常使用钻孔方法。在此，构件的应确定内应力的确定位置上钻出一个孔，该孔的直径和钻孔深度取决于试样厚度。在材料中存在的内应力的一部分通过这个孔释放，由此在钻孔边缘附近出现可测量的变形。

然后，通过测量该钻孔区域中的变形可以推断出作用的内应力。为此例如必须通过施加三个围绕钻孔的成组应变片求出在三个不同方向上的应变。但在该方法中只能够使用相对小的应变片，因为只在紧靠钻孔的周围存在在相对伸长与引起的内应力分量之间的很大程度的模拟。

从DE-OS 2558768已知这种方法和为此使用的应变片花。在此，该应变片花包括一个载体箔，在该载体箔上围绕一个中心的中点在0°、45°和90°的角度位置安置三个测量栅。在根据钻孔方法的内应力测量中存在的困难在于：工件必须精确地在粘上的花的中心进行钻孔。因为在钻孔没有中心地设置的情况下所述以不同的径向间距安置的应变测量栅检测与间距有关的应变，而这导致测量误差。因此，应变片花以其中点精确定心地粘在印制电路板上，其中，在该电路板的中心焊上一个定心套筒。在此，在该定心套筒中设置一个中心的钻孔，在该钻孔中置入一个定心销。然后将该应变片花粘在要被检验的工件上。

然后为了精确地加工钻孔，一个由具有钻头导向装置的U形金属架组成的钻孔装置被设置在应变片花上并且通过在定心套筒中使用的定心销精确地放置在应变片花的中心。然后，在定心后将定心销从钻孔装置中取出并且将钻机的轴插入到钻孔装置中，以便将在粘上的测量栅之间将一个非常精确的中心钻孔加工到工件中。然后，在此在钻孔过程中引起的应变通过应变片花栅转变成电信号，然后可根据这些电信号计算出内应力。因为只在钻孔紧周围存在在在相对伸长与引起的内应力分量之间很大程度的模拟，因此这些围绕钻孔成组的应变片必须是相对小的。因此，这种类型的应变片花通常只具有大约10-15mm的直径，因此小的偏心距就可导致大的测量误差。因此即使用前面描述的非常耗费的钻孔装置通常也不能实现所要求的最大允许的0.02mm的偏心距。

发明内容

因此本发明的任务在于，这样地改善一种用于根据钻孔方法测量工件内应力的测量方法以及为此使用的应变片花，使得由此可实现非常高的测量精度并且以尽可能小的测量技术花费就能实现这一点。

该任务通过在权利要求1和10中说明的发明解决。本发明的扩展构造以及有利的实施例在从属权利要求中给出。

本发明具有的优点是，通过一个公共测量方向的径向对置地安置的测量栅可以很大程度地补偿由于小的偏心距引起的测量误差。为此仅须确定对置的测量栅对的测量信号，由此使得能够有利的方式以最高20倍数改善由于钻孔偏心导致的测量误差。

此外，本发明还具有的优点是，在此类具有一个测量方向上的两个对置测量栅的花中能够借助简单的串联连接或者并联连接或者简单的算术平均实现其平均值，使得为此不必要值得一提的测量技术或者仪器方面的花费。

此外，本发明还具有的优点是，只通过倍增在其它方面相同的应变片上的测量栅就能够以简单的方式多倍地改善测量精度，而不必提高用于中心地引入钻孔的费用。在此，用于在所述在其它方面相同的应变片上倍增测量栅的额外花费是相对小的，因为这些测量栅通过一个公共的腐蚀工艺在所述在其它方面相同的载体箔上制造。因此，用这样的成本有利地制造的应变片花可有利地实现测量精度的提高，尽管定心精度的花费能够减少。

附图说明

本发明根据在图中示出的实施例更详细地描述。附图示出：

图1六测量栅-钻孔花，

图2用于六测量栅-钻孔花的布线箔，

图3八测量栅钻孔花。

具体实施方式

在附图的图1中示出应变片花1作为钻孔花，在该应变片花上，三个相同类型的测量栅3，4，5以相同的径向间距围绕钻孔中心2以45°的角间距安置，关于钻孔中心2对称地在上述测量栅对面分别配置一个相同类型的测量栅6，7，8。