Piezoresistive force-measuring element and its use in determining the forces acting upon a construction.

摘要

Ein piezoresistives Kraftmeßelement umfaßt mindestens zwei Krafteinleitungsplatten (1), zwischen den ein elektrischer Leiter (2), der einer plastischen Verformung unterworfen ist, angeordnet ist. Die Krafteinleitungsplatten (1) übertragen die einwirkenden Kräfte ohne mechanischen Nebenschluß auf den zwischenliegenden Leiter (2). Die durch die eingeleitete Kraft verursachte elektrische Widerstandsänderung kann sowohl unter plastischer wie auch elastischer Verformung des Leiters (2) zur Kraftmessung benützt werden. Die z.B. ringförmigen oder rechteckigen Krafteinleitungsplatten (1) können in einem Gehäuse (11, 12, 13) eingebaut sein, welches eine der Ermittlung der Widerstandsänderung dienende Meßbrücke und andere Elektronik (14) enthalten kann, was die Verwendung als Transmitter ermöglicht. Durch Einlegen des Leiters (2) in Nuten oder dessen Verankerung in den Poren der betreffenden benachbarten Platten entsteht eine im wesentlichen hydrostatische Beanspruchung des Leiters, wodurch der Meßbereich enorm erweitert und die Meßgenauigkeit wegen Herabsetzung der Hysterese erhöht wird. Durch eine entsprechende Vorverformung des Leiters (2) können die Empfindlichkeit und der Meßbereich eingestellt werden. Durch hohe Belastungen verursachte bleibende Verformungen des Leiters ermöglichen eine nachträgliche Bestimmung der Höhe der auf das Meßelement eingewirkten Spitzenkräfte.