背景技術(shù)：

已知的是使用附接到可變形部件的第一部分的壓電傳感器來(lái)測(cè)量作用在該部件上的載荷。部件的變形引起壓電元件中的應(yīng)力，并且該應(yīng)力導(dǎo)致可檢測(cè)的電壓。應(yīng)力傳遞需要壓電傳感器的至少兩個(gè)連接點(diǎn)，并且不可避免的機(jī)械接觸易受損壞，并且可能影響測(cè)量結(jié)果。

高度小型化的3d加速度傳感器在電信領(lǐng)域是已知的。最先進(jìn)的3d加速度傳感器可能具有0.1度或更低的角度分辨率。

us2012/0210791a1公開(kāi)了一種具有分別附接到扭矩桿端部的加速度傳感器的扭矩測(cè)量裝置。在us2013/030842a2中公開(kāi)了另一個(gè)使用加速度傳感器的扭矩測(cè)量裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明尋求提供一種替代的載荷測(cè)量裝置，其僅需要接觸到可變形部件的一個(gè)點(diǎn)。

本發(fā)明涉及一種載荷測(cè)量裝置，其包括配置成在待測(cè)量的載荷下變形的可變形部件和附接到所述可變形部件的第一部分的傳感器組件。

提出傳感器組件包括至少一個(gè)加速度傳感器，其配置成檢測(cè)所述第一部分的取向相對(duì)于重力方向的變化?？勺冃尾考桥c配置成相對(duì)于密封件旋轉(zhuǎn)的部件滑動(dòng)接觸的密封件。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述加速度傳感器形成為基于半導(dǎo)體的3軸加速度傳感器。

在包括可變形部件的裝置可以整體上相對(duì)于重力方向改變其取向的應(yīng)用中，可能需要校準(zhǔn)傳感器信號(hào)。在這種情況下，傳感器組件優(yōu)選地包括附接到所述部件的不同部分的至少兩個(gè)加速度傳感器。配置為評(píng)估傳感器信號(hào)并且基于其計(jì)算載荷的數(shù)據(jù)處理裝置可以確定加速度傳感器的取向之間的差異，以便折扣可變形部件的旋轉(zhuǎn)或位移。

根據(jù)本發(fā)明，可變形部件形成為軸承密封件。已經(jīng)證明，特別是在大尺寸軸承的情況下，密封唇的某些部分的取向可以響應(yīng)于以足以被檢測(cè)的量作用在軸承上的徑向或軸向載荷而改變。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，載荷測(cè)量裝置包括數(shù)據(jù)處理裝置，其配置為基于從傳感器組件獲得的信號(hào)來(lái)計(jì)算作用在可變形部件上的載荷。數(shù)據(jù)處理裝置可以使用例如使用測(cè)試載荷確定的且存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器裝置中的特性。

本發(fā)明的另一方面提供了一種使用如上所述的載荷測(cè)量裝置來(lái)確定作用在可變形部件上的載荷的方法。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，使用加速度傳感器的信號(hào)來(lái)確定載荷，其中所述加速度傳感器附接到所述部件的第一部分，以便檢測(cè)所述第一部分的取向相對(duì)于重力方向的變化。

在本發(fā)明的上下文中，表達(dá)載荷被廣義地解釋為涵蓋本發(fā)明上下文中的靜態(tài)載荷、動(dòng)態(tài)載荷、線性載荷、剪切載荷或扭矩載荷。

本發(fā)明的上述實(shí)施例以及所附權(quán)利要求書(shū)和附圖以特定組合示出了本發(fā)明的多個(gè)特性特征。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地能夠考慮這些特征的進(jìn)一步組合或子組合，以便使根據(jù)權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明適應(yīng)其具體需要。

附圖說(shuō)明

圖1是與本發(fā)明相關(guān)的載荷測(cè)量裝置的示意圖；

圖2是與本發(fā)明相關(guān)的載荷測(cè)量裝置的示意圖，包括扭矩桿；以及

圖3是裝配有根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的載荷測(cè)量裝置的軸承的示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1是與本發(fā)明相關(guān)的載荷測(cè)量裝置的示意圖。

根據(jù)圖1的載荷測(cè)量裝置包括形成為桿的可變形部件10，其配置為在待測(cè)量的載荷l下變形。桿10在其一端固定到支撐件17，桿10水平定向即垂直于重力方向g，并且配置成將載荷l支撐在其另一端上。

包括加速度傳感器14更具體的是3軸加速度傳感器的傳感器組件12附接到靠近可變形部件10的自由端的第一部分。陀螺儀傳感器14配置為檢測(cè)所述第一部分的取向相對(duì)于重力方向g的變化。

在包括可變形部件10的裝置可以整體地改變其相對(duì)于重力方向g的取向的應(yīng)用中，例如在上下滑動(dòng)的車(chē)輛中，可能需要校準(zhǔn)傳感器信號(hào)。在這種情況下，傳感器組件12可以設(shè)置有至少兩個(gè)附接到所述部件的不同部分的加速度傳感器14a、14b。配置為評(píng)估傳感器信號(hào)并且基于其計(jì)算載荷的數(shù)據(jù)處理設(shè)備16可以確定加速度傳感器14的取向之間的差異，以便折扣(discount)可變形部件10的旋轉(zhuǎn)或位移。

圖2示出了可變形部件10是扭矩桿的相關(guān)裝置。兩個(gè)加速度傳感器14a、14b連接到扭矩桿10的相對(duì)端，并且由于扭矩桿10的扭轉(zhuǎn)而測(cè)量加速度傳感器14的相對(duì)取向的差異。

圖3示出了本發(fā)明的第三實(shí)施例，其中可變形部件10形成為優(yōu)選地附接到軸承的外圈的軸承密封件。密封件10具有的輪廓帶有將由金屬凸緣支撐的密封件的固定部分10a與密封件10的接觸部分10b連接的傾斜部分10c，其中接觸部分10b與軸承的內(nèi)圈20滑動(dòng)接觸。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，密封件10可以與旋轉(zhuǎn)軸20滑動(dòng)接觸，或者密封件10可以附接到軸承的內(nèi)圈。

作用在軸承上的高徑向載荷可能導(dǎo)致軸承環(huán)的變形和/或軸承的滾子元件的再分配，使得在主載荷方向上軸承環(huán)之間的徑向距離取決于徑向載荷。因此，密封唇的傾斜部分10c在空間中的取向?qū)㈦S著以足以被檢測(cè)的量作用在軸承上的徑向或軸向載荷而改變。

盡管僅在圖3的實(shí)施例中示出，但載荷測(cè)量裝置可以包括數(shù)據(jù)處理裝置16，其配置為基于從傳感器組件12獲得的信號(hào)來(lái)計(jì)算作用在可變形部件10上的載荷。數(shù)據(jù)處理裝置16可以使用例如使用測(cè)試載荷確定的且存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器裝置中的特性。

本發(fā)明的上述實(shí)施例涉及一種使用如上所述的載荷測(cè)量裝置來(lái)確定作用在可變形部件10上的載荷的方法。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，使用一個(gè)加速度傳感器14或多個(gè)加速度傳感器14的信號(hào)來(lái)確定載荷，其中所述至少一個(gè)加速度傳感器14附接到所述部件的第一部分，以便檢測(cè)所述第一部分的取向相對(duì)于重力方向g的變化。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種載荷測(cè)量裝置，其包括配置成在待測(cè)量的載荷下變形的可變形部件(10)和附接到所述可變形部件(10)的第一部分的傳感器組件(12)，本發(fā)明還涉及一種使用這種傳感器組件(12)來(lái)確定載荷的方法。提出了傳感器組件(12)包括至少一個(gè)加速度傳感器(14)，其配置為檢測(cè)所述第一部分的取向相對(duì)于重力方向(G)的變化，并且所述可變形部件(10)形成為密封件(10)，其配置成與部件(20)滑動(dòng)接觸，所述部件(20)配置成相對(duì)于密封件(10)旋轉(zhuǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：M.艾哈邁爾;F.德威特;D.蘭
受保護(hù)的技術(shù)使用者：斯凱孚公司
技術(shù)研發(fā)日：2015.11.23
技術(shù)公布日：2017.08.29