Die Erfindung betrifft eine Kraftmeßvorrichtung.The invention relates to a force measuring device.
Durch eine solche Kraftmeßvorrichtung soll eine zu messende Kraft in ein verarbeitbares, üblicherweise elektrisches, Signal umgesetzt werden.Such a force measuring device is intended tomeasuring force into a processable, usuallyelectrical, signal to be implemented.
Es sind Kraftmeßvorrichtungen bekannt, welche mit Dehnungsmeßstreifen arbeiten. Es wird dabei die Tatsache ausgenutzt, daß sich der elektrische Widerstand eines Drahtes ändert, wenn der Draht gedehnt wird. Der Draht wird dann dünner und länger. Ein Dehnungsmeßstreifen enthält einen dünnen Draht, der mehrfach hin- und hergehend auf einem Trägermaterial sitzt und auf ein Teil aufgeklebt wird, dessen Dehnung gemessen werden soll. Wenn dieser Teil bei Krafteinwirkung eine definierte elastische Verformung erfährt, dann kann eine solche Anordnung zur Kraftmessung benutzt werden.Force measuring devices are known, which withStrain gauges work. It becomes the factexploited that the electrical resistance of aWire changes when the wire is stretched. The wirethen becomes thinner and longer. A strain gaugecontains a thin wire that goes back and forth several timessitting on a carrier material and on a partis glued on, the elongation of which is to be measured. Ifthis part has a defined elastic forceUndergoes deformation, then such an arrangement forForce measurement can be used.
Andere Kraftmeßvorrichtungen nutzen den piezoelektrischen Effekt aus. Bestimmte Materialien haben die Eigenschaft, bei Druckeinwirkung eine elektrische Spannung zu erzeugen. Diese Spannung kann nach entsprechender Verstärkung als kraftproportionales Meßsignal dienen.Other force measuring devices use the piezoelectricEffect. Certain materials have the propertygenerate an electrical voltage when exposed to pressure.After appropriate amplification, this voltage can be used asserve force proportional measurement signal.
Die Genauigkeit von Dehnungsmeßstreifen hängt davon ab, wie sicher der Draht mit dem durch die Kraft deformierten Teil verbunden wird. Piezoelektrische Kraftmeßvorrichtungen haben einen sehr hohen Innenwiderstand und geringe Leistung, was bei der Signalverarbeitung Probleme mit sich bringt. In allen Fällen ist es erforderlich, der Kraftmeßvorrichtung elektrische Leistung zuzuführen, sei es als Speisespannung für eine Brückenschaltung bei Dehnungsmeßstreifen, sei es für einen Vorverstärker, der das Signal einer piezoelektrischen Kraftmeßvorrichtung verstärkt.The accuracy of strain gauges depends onhow secure the wire with the one deformed by the forcePart is connected. Piezoelectric force measurementdevices have a very high internal resistance andlow performance, causing problems with signal processingbrings with it. In all cases it is necessaryto supply electrical power to the force measuring device,be it as a supply voltage for a bridge circuitStrain gauges, be it for a preamplifier thatthe signal of a piezoelectric force measuring devicereinforced.
Es ist bekannt, Licht in Wellenleitern zu führen. Das sind längs vorgegebener Bahnen verlaufende Bereiche von erhöhtem Brechungsindex in einem Substrat, beispielsweise einer Glasplatte, von gegenüber den Wellenleitern geringerem Brechungsindex. Das Licht wird in solchen Wellenleitern durch Totalreflexion geführt. Wenn zwei solche Wellenleiter sich an einer Stelle im wesentlichen tangential so annähern, daß der Abstand ein bestimmtes Maß unterschreitet, dann tritt Licht von dem einen Wellenleiter in den anderen über und läuft dann in dem anderen Wellenleiter weiter. Man bezeichnet solche Stellen als "Richtkoppler".It is known to guide light in waveguides. These areAreas ofincreased refractive index in a substrate, for examplea glass plate, from opposite the waveguideslower refractive index. The light is in suchWaveguides guided by total reflection. If twosuch waveguides are essentially at one pointApproach tangentially so that the distance is a certain amountfalls below, then light comes from the one wavetransfer into the other and then run into the otherWaveguide further. Such positions are called"Directional coupler".
Solche Strukturen werden als "integrierte Optik" hergestellt. Dabei wird der Verlauf der Wellenleiter durch eine Maske bestimmt, die auf photographischem Wege hergestellt wird. Durch Ionenaustausch wird dann zur Herstellung der Wellenleiter in bestimmten, durch die Masken festgelegten Bereichen der Brechungsindex erhöht. Die Masken weden dann entfernt. Man kann solche Strukturen, ähnlich wie intergrierte Schaltungen in der Elektronik, sehr fein und sehr präzise herstellen.Such structures are called "integrated optics"produced. The course of the waveguide is therebydetermined a mask that by photographic meanswill be produced. Through ion exchange then Manufacture of the waveguide in certain, by theMasks set areas of the refractive index increased.The masks are then removed. You can do suchStructures, similar to integrated circuits in theElectronics, very fine and very precise manufacture.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftmeßvorrichtung zu schaffen, die einfach und präzise hergestellt werden kann und ein brauchbares Signal liefert.The invention has for its object aForce measuring device to create the simple and precisecan be made and a usable signaldelivers.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kraftmeßvorrichtung zu schaffen, bei welcher dem Ort der Kraftmessung keine Versorgungsspannung zugeführt zu werden braucht und von welcher am Ort der Kraftmessung auch kein elektrisches Signal abgegriffen zu werden braucht.Another object of the invention is to provide aTo create force measuring device, in which the location of theForce measurement no supply voltage to be suppliedneeds and of which none at the location of the force measurementelectrical signal needs to be tapped.
Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben gelöst durch:According to the invention, these tasks are solved by:
Bei einer Belastung eines solchen Richtkopplers, ändert sich der Grad der Überkopplung und damit die Intensität des Lichts in dem detektorseitigen Wellenleiter. Das wäre eine "optische Eigenschaft" des Lichtes, die ausgenutzt werden könnte. Durch Spannungsoptik kann sich aber auch der Polarisationszustand des übergekoppelten Lichtes ändern. Auch das kann als "optische Eigenschaft" von den meßwertbildenden Mitteln ausgenutzt werden.When such a directional coupler is loaded, changesthe degree of coupling and thus the intensityof light in the detector-side waveguide. That wouldan "optical property" of light that is exploitedcould be. But voltage optics can alsothe polarization state of the coupled lightto change. That too can be considered an "optical property" of themeasuring means are used.
Eine solche Anordnung mit einem Richtkoppler kann in integrierter Optik sehr bequem und präzise hergestellt werden. Das über den Richtkoppler übertragene optische Signal ändert sich bei Auftreten einer Verformung oder eines Spannungszustandes relativ stark. Dieses optische Signal liefert an einem photoelektrischen Detektor ein brauchbares elektrisches Signal. Lichtquelle und Detektor brauchen bei dieser Kraftmeßvorrichtung nicht unmittelbar am Ort der Kraftmessung zu sitzen. Vielmehr kann das Signal zunächst optisch über lichtleitende Fasern zu einer Signalverarbeitungseinrichtung geführt werden. Es brauchen dann auch keine elektrischen Leitungen weder für die Stromversorgung noch als Signalleitungen zum Ort der Kraftmessung geführt zu werden. Die optische Signal-Übertragung ist geringerer Gefahr von Störungen ausgesetzt als eine elektrische Signalübertragung.Such an arrangement with a directional coupler can be found inIntegrated optics manufactured very comfortably and preciselywill. The optical transmitted via the directional couplerSignal changes when deformation or occursof a state of tension relatively strong. This opticalSignal delivers to a photoelectric detectorusable electrical signal. Light source and detectordo not need directly with this force measuring deviceto sit at the location of the force measurement. Rather, it canSignal optically to a fiber opticallySignal processing device are performed. Need itthen no electrical cables for eitherPower supply still as signal lines to the location of theForce measurement to be performed. The optical signalTransmission is less exposed to interferenceas an electrical signal transmission.
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Embodiments of the invention are the subject ofSubclaims.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.Some embodiments of the invention are belowwith reference to the accompanying drawingsexplained.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführung einer Kraftmeßvorrichtung, bei welcher die über den Richtkoppler übergekoppelte Intensität des Lichtes als Maß für die aufgebrachte Kraft dient.Fig. 1 shows schematically an embodiment of a force measuring device in which the coupled over the directional coupler intensity of the light serves as a measure of the applied force.
Fig. 2 zeigt eine Ausführung, bei welcher der Polarisationszustand des Lichtes, der durch spannungsoptische Effekte in Abhängigkeit von der aufgebrachten Kraft veränderlich ist, als Maß für diese Kraft benutzt wird.FIG. 2 shows an embodiment in which the polarization state of the light, which is variable as a function of the applied force due to voltage-optical effects, is used as a measure of this force.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung ähnlichFig. 1 mit zwei in entgegengesetzten Richtungen über den Richtkoppler wirkenden Systemen von Lichtquelle und Detektoren.FIG. 3 shows an arrangement similar toFIG. 1 with two systems of light source and detectors acting in opposite directions via the directional coupler.
Fig. 4 zeigt eine konstruktive Ausführung einer Kraftmeßvorrichtung, bei welcher das Licht über eine lichtleitende Faser zugeführt und das Signal optisch ebenfalls über lichtleitende Fasern zu einer Signalverarbeitungseinrichtung übertragen wird.Fig. 4 shows a constructive embodiment of a force measuring device in which the light is supplied via a light-conducting fiber and the signal is also optically transmitted to a signal processing device via light-conducting fibers.
Fig. 5 zeigt eine konstruktive Ausführung einer Kraftmeßvorrichtung, bei welcher Lichtquellen und Detektoren unmittelbar an der Kraftmeßvorrichtung angeordnet sind.Fig. 5 shows a constructive embodiment of a force measuring device in which light sources and detectors are arranged directly on the force measuring device.
InFig. 1 ist mit10 eine Lichtquelle bezeichnet. Die Lichtquelle kann eine Leuchtdiode sein und ist demgemäß als Diode dargestellt. Die Lichtquelle10 erzeugt einen Lichtstrom mit einer IntensitätI1 in dem Eingangsende12 eines Wellenleiters14. Der Wellenleiter14 ist unmittelbar an die Lichtquelle10 angeschlossen und kann daher als "lichtquellenseitiger Wellenleiter" bezeichnet werden. Der lichtquellenseitige Wellenleiter14 ist über einen Richtkoppler16 mit einem Wellenleiter18 optisch gekoppelt oder koppelbar. Von dem lichtquellenseitigen Wellenleiter14 wird Licht in ein Ausgangsende20 übergekoppelt und auf einen Detektor22 geleitet. Da der Wellenleiter18 Licht nur über den Richtkoppler16 erhält und dieses auf den Detektor22 leitet, kann der Wellenleiter18 als "detektorseitiger Wellenleiter" bezeichnet werden. In dem lichtquellenseitigen Wellenleiter14 tritt hinter dem Richtkoppler16 in einem Ausgangsende24 eine IntensitätI2 auf. Diese Intensität des Lichtes fällt auf einen Detektor26. Die Intensität des Lichtes in dem Ausgangsende20 des Wellenleiters18 ist mitI3 bezeichnet. Auf den Richtkoppler16 wird eine KraftF ausgeübt, die gemessen werden soll. Das ist inFig. 1 durch einen Pfeil dargestellt. Durch die infolge der KraftF eintretende Verformung des Richtkopplers16 wird der Grad der Überkopplung des Lichtes von dem lichtquellenseitigen Wellenleiter14 auf den detektorseitigen Wellenleiter20 verändert. Die von dem Detektor22 gemessene IntensitätI3 liefert daher ein Maß für die aufgebrachte KraftF. Komplementär dazu wird die IntensitätI2 in dem Ausgangsende des lichtquellenseitigen Wellenleiters14 verändert, die von dem Detektor26 erfaßt wird. Meßwertbildende Mittel28 sind von den Signalen der beiden Detektoren22 und26 beaufschlagt und liefern durch Vergleich der beiden IntensitätenI3 undI2 an einem Ausgang30 einem Meßwert für die KraftF.InFig. 1,10 denotes a light source. The light source can be a light emitting diode and is accordingly shown as a diode. The light source10 generates a luminous flux with an intensityI1 in the input end12 of a waveguide14 . The waveguide14 is connected directly to the light source10 and can therefore be referred to as a “light source-side waveguide”. The light source-side waveguide14 is optically coupled or can be coupled to a waveguide18 via a directional coupler16 . From the light source-side waveguide14 , light is coupled into an output end20 and passed to a detector22 . Since the waveguide18 receives light only via the directional coupler16 and directs it to the detector22 , the waveguide18 can be referred to as a “detector-side waveguide”. An intensityI2 occurs in the light source-side waveguide14 behind the directional coupler16 in an output end24 . This intensity of the light falls on a detector26 . The intensity of the light in the output end20 of the waveguide18 is designatedI3 . A forceF which is to be measured is exerted on the directional coupler16 . This is shown inFig. 1 by an arrow. The deformation of the directional coupler16 as a result of the forceF changes the degree of coupling of the light from the light source-side waveguide14 to the detector-side waveguide20 . The intensityI3 measured by the detector22 therefore provides a measure of the forceF applied. Complementary to this, the intensityI2 is changed in the output end of the light source-side waveguide14 , which is detected by the detector26 . Measured value-forming means28 are acted upon by the signals of the two detectors22 and26 and, by comparing the two intensitiesI3 andI2 , provide a measured value for the forceF at an output30 .
Bei der Ausführung nachFig. 2 ist ebenfalls ein lichtquellenseitiger Wellenleiter32 mit einem detektorseitigen Wellenleiter34 über einen Richtkoppler36 gekoppelt. Eine Lichtquelle38 in Form einer Leuchtdiode erzeugt Licht mit einer IntensitätI1 in einem Eingangsende40 des lichtquellenseitigen Wellenleiters32. In dem Eingangsende40 des lichtquellenseitigen Wellenleiters32 zwischen der Lichtquelle38 und dem Richtkoppler36 sitzen erste polarisierende Mittel42, die inFig. 2 als Polarisationsprisma angedeutet sind. Ein Ausgangsende44 des lichtquellenseitigen Wellenleiters32 ist zu einem Detektor46 geführt. Die auf den Detektor46 fallende Intensität ist wieder mitI2 bezeichnet. Ein Ausgangsende48 des detektorseitigen Wellenleiters34 ist zu einem Detektor50 geführt. Die auf den Detektor50 fallende Intensität des Lichtes ist wieder mitI3 bezeichnet. In dem Ausgangsende48 des detektorseitigen Wellenleiters34 zwischen dem Richtkoppler36 und dem Detektor50 sind zweite polarisierende Mittel52 angeordnet. Die zweiten polarisierenden Mittel sind hier durch ein Polarisationsprisma angedeutet. In dem Ausgangsende44 des lichtquellenseitigen Wellenleiters32 zwischen dem Richtkoppler36 und dem Detektor46 sind dritte polarisierende Mittel54 angeordnet. Auch die dritten polarisierenden Mittel54 sind hier durch ein Polarisationsprisma angedeutet. Die Signale der beiden Detektoren50 und46 sind wieder auf meßwertbildende Mittel56 geschaltet, die an einem Ausgang58 einen Meßwert für die KraftF liefern.In the embodiment ofFig. 2, a light-source-side waveguide is also coupled32 to a detector-side waveguide34 via a directional coupler36th A light source38 in the form of a light-emitting diode generates light with an intensityI1 in an input end40 of the light source-side waveguide32 . In the input end40 of the light source-side waveguide32 between the light source38 and the directional coupler36 there are first polarizing means42 , which are indicated inFIG. 2 as a polarization prism. An output end44 of the light source-side waveguide32 is led to a detector46 . The intensity falling on the detector46 is again designatedI2 . An output end48 of the detector-side waveguide34 is led to a detector50 . The intensity of the light falling on the detector50 is again designatedI3 . Second polarizing means52 are arranged in the output end48 of the detector-side waveguide34 between the directional coupler36 and the detector50 . The second polarizing means are indicated here by a polarization prism. Third polarizing means54 are arranged in the output end44 of the light source-side waveguide32 between the directional coupler36 and the detector46 . The third polarizing means54 are also indicated here by a polarization prism. The signals of the two detectors50 and46 are again connected to measuring means56 which provide a measured value for the forceF at an output58 .
Über den Richtkoppler36 wird Licht von dem lichtquellenseitigen Wellenleiter32 auf den detektorseitigen Wellenleiter34 übergekoppelt. Die Anordnung nachFig. 2 nutzt dabei die Tatsache aus, daß eine KraftF auf den Richtkoppler36 durch spannungsoptische Effekte das Polarisationsverhalten des übergekoppelten Lichtes verändert. Durch Polarisation des über das Eingangsende40 des lichtquellenseitigen Wellenleiters32 zugeführten Lichtes mittels der ersten polarisierenden Mittel42 und durch Anordnung der zweiten polarisierenden Mittel52 in dem Ausgangsende48 des detektorseitigen Wellenleiters34 wird diese Änderung des Polarisationszustandes in eine Intensitätsänderung umgesetzt, die von dem Detektor50 erfaßt wird. Als Vergleich dient die Intensität des Lichtes in dem Ausgangsende44 des lichtquellenseitigen Wellenleiters32. Dabei wird ebenfalls durch die dritten polarisierenden Mittel54 nur ein Polarisationszustand des Lichtes betrachtet. Die Signale der beiden Detektoren sind wieder auf die meßwertbildenden Mittel geschaltet, welche den Meßwert für die KraftF aus einem Vergleich der beiden Signale gewinnt.The directional coupler36 couples light from the light source-side waveguide32 to the detector-side waveguide34 . The arrangement according toFIG. 2 takes advantage of the fact that a forceF on the directional coupler36 changes the polarization behavior of the coupled light due to voltage-optical effects. By polarizing the light supplied via the input end40 of the light source-side waveguide32 by means of the first polarizing means42 and by arranging the second polarizing means52 in the output end48 of the detector-side waveguide34 , this change in the polarization state is converted into a change in intensity by the detector50 is detected. The intensity of the light in the output end44 of the light source-side waveguide32 serves as a comparison. Here, too, only a polarization state of the light is considered by the third polarizing means54 . The signals from the two detectors are again connected to the measurement-generating means, which obtains the measurement value for the forceF from a comparison of the two signals.
Bei der Ausführungsform nachFig. 3 sind zwei Systeme mit je einer Lichtquelle60 bzw.62 und je zwei Detektoren64 und66 bzw.68 und70 vorgesehen, die mit einem einzigen gemeinsamen Richtkoppler72 zusammenwirken. Der Richtkoppler72 wird von einer zu messenden KraftF beaufschlagt. Die beiden Systeme liefern je einen Meßwert für die KraftF. Der Meßwert für die KraftF wird dadurch redundant erhalten, so daß Fehlmessungen etwa durch einen Defekt eines Endes eines Wellenleiters oder eines Detektors erkannt werden.In the embodiment according toFIG. 3, two systems are provided, each with a light source60 or62 and two detectors64 and66 or68 and70 , which interact with a single common directional coupler72 . The directional coupler72 is acted upon by a forceF to be measured. The two systems each provide a measured value for the forceF. The measured value for the forceF is thereby obtained redundantly, so that incorrect measurements, for example due to a defect in one end of a waveguide or a detector, are recognized.
Die Kraftmeßvorrichtung nachFig. 3 enthält einen ersten Wellenleiter74 mit einem ersten Ende76 und einem zweiten Ende78. Weiterhin enthält die Kraftmeßvorrichtung einen zweiten Wellenleiter80 mit einem dritten Ende82 und einem vierten Ende84. Der erste und der zweite Wellenleiter74 bzw.80 sind über den Richtkoppler72 zwischen dem ersten und dem zweiten Ende76 bzw.78 des ersten Wellenleiters74 und dem dritten und dem vierten Ende82 bzw.84 des zweiten Wellenleiters80 miteinander gekoppelt. Das erste Ende76 des ersten Wellenleiters74 ist zu dem ersten photoelektrischen Detektor64 geführt. Das zweite Ende78 des ersten Wellenleiters74 ist zu dem zweiten photoelektrischen Detektor68 geführt. Das dritte Ende82 des zweiten Wellenleiters80 ist zu dem dritten photoelektrischen Detektor66 geführt. Das vierte Ende84 des zweiten Wellenleiters80 ist zu dem vierten photoelektrischen Detektor70 geführt. Über einen zweiten Richtkoppler86 ist Licht von der ersten Lichtquelle60 in das vierte Ende84 des zweiten Wellenleiters80 einkoppelbar. Über einen dritten Richtkoppler88 ist Licht von der zweiten Lichtquelle62 in das erste Ende76 des ersten Wellenleiters74 einkoppelbar. Erste meßwertbildendende Mittel90 vergleichen die Intensität (oder eine andere durch die KraftF am Richtkoppler72 beeinflußbare optische Eigenschaft) des Lichtes in dem ersten Ende76 des ersten Wellenleiters74 mit der Intensität im dritten Ende82 des zweiten Wellenleiters80 zur Bildung eines Meßwertes für die KraftF an einem Ausgang92. Zweite meßwertbildende Mittel94 vergleichen die Intensität des Lichtes in dem vierten Ende84 des zweiten Wellenleiters80 mit der Intensität in dem zweiten Ende78 des ersten Wellenleiters74 zur Bildung eines weiteren Meßwertes für die KraftF an einem Ausgang96.The force measuring device according toFIG. 3 includes a first waveguide74 having a first end76 and a second end78. The force measuring device further includes a second waveguide80 having a third end82 and a fourth end84 . The first and second waveguides74 and80 are coupled to one another via the directional coupler72 between the first and second ends76 and78 of the first waveguide74 and the third and fourth ends82 and84 of the second waveguide80 . The first end76 of the first waveguide74 is guided to the first photoelectric detector64 . The second end78 of the first waveguide74 is guided to the second photoelectric detector68 . The third end82 of the second waveguide80 is led to the third photoelectric detector66 . The fourth end84 of the second waveguide80 is led to the fourth photoelectric detector70 . A second directional coupler86 can be used to couple light from the first light source60 into the fourth end84 of the second waveguide80 . A third directional coupler88 can be used to couple light from the second light source62 into the first end76 of the first waveguide74 . First measurement-generating means90 compare the intensity (or another optical property that can be influenced by the forceF at the directional coupler72 ) of the light in the first end76 of the first waveguide74 with the intensity in the third end82 of the second waveguide80 to form a measurement value for the forceF at an output92 . Second measured value-forming means94 compare the intensity of the light in the fourth end84 of the second waveguide80 with the intensity in the second end78 of the first waveguide74 to form a further measured value for the forceF at an output96 .
Bei der beschriebenen Anordnung erfolgt die Messung der Kraft einmal mit Licht das von links nach rechts in der Figur läuft, und einmal mit Licht, das von rechts nach links in der Figur läuft. Das geschieht in beiden Fällen nach dem Prinzip vonFig. 1. Jedoch übernimmt dabei jeder der beiden Wellenleiter einmal die Funktion des "lichtquellenseitigen" Wellenleiters und einmal die Funktion des "detektorseitigen" Wellenleiters.In the arrangement described, the force is measured once with light that runs from left to right in the figure and once with light that runs from right to left in the figure. This is done in both cases according to the principle ofFIG. 1. However, each of the two waveguides takes over the function of the “light source side” waveguide and once the function of the “detector side” waveguide.
Fig. 4 zeigt schematisch eine Möglichkeit der konstruktiven Ausführung einer Kraftmeßvorrichtung.Fig. 4 shows schematically a possibility of constructive execution of a force measuring device.
In einem Gehäuse98 ist ein Substrat100 in Form einer quaderförmigen Glasplatte gehalten. Das Gehäuse98 ist ebenfalls flach quaderförmig und weist eine obere Stirnseite102 und eine untere Stirnseite104 auf. An der unteren Stirnseite104 sind auf der Innenseite im Abstand voneinander parallele, schneidenförmige Stützglieder106 und108 angebracht. Auf diesen liegt das Substrat100 auf. An der oberen Stirnseite ist auf der Innenseite und zwischen den Stützgliedern106 und108 ein schneidenförmiges Druckstück110 angebracht, das an dem Substrat anliegt. Bei einem Druck auf das Gehäuse98 mit einer KraftF, wie durch den Pfeil angedeutet, wird die obere Stirnseite102 des Gehäuses98 durchgebogen. Über das Druckstück110 wird dadurch auch das Substrat100 durchgebogen.A substrate100 in the form of a cuboid glass plate is held in a housing98 . The housing98 is also flat cuboid and has an upper end face102 and a lower end face104 . On the inside of the lower end face104 , parallel, cutting-shaped support members106 and108 are attached at a distance from one another. The substrate100 rests on these. On the upper end face on the inside and between the support members106 and108 a cutting-shaped pressure piece110 is attached, which rests on the substrate. When the housing98 is pressed with a forceF , as indicated by the arrow, the upper end face102 of the housing98 is bent. The substrate100 is thereby also bent via the pressure piece110 .
Eine Wellenleiterstruktur, wie sie in denFig. 1 bis 3 dargestellt ist, ist auf die inFig. 4 vordere Seitenfläche112 des Substrats100 in integrierter Optik aufgebracht. Diese Wellenleiterstruktur wirkt dann so, wie dies im Zusammenhang mitFig. 1, 2 oder 3 beschrieben ist.A waveguide structure, as shown inFIGS. 1 to 3, is applied to the front side surface112 of the substrate100 inFIG. 4 in an integrated optic. This waveguide structure then acts as described in connection withFIG. 1, 2 or 3.
Bei der Anordnung nachFig. 4 sind die Wellenleiter über lichtleitende Fasern114 und116 bzw.118 und120 mit den Lichtquellen und den Detektoren verbunden. Es brauchen also keine elektrischen Leitungen zum Ort der Kraftmessung geführt zu werden. Das kann vorteilhaft sein aus Gründen des Explosionsschutzes oder im Hinblick auf Störungen der Signalleitungen durch elektromagnetische Einflüsse. Bei der Anordnung nachFig. 5, die im übrigen genau so aufgebaut ist wie die Anordnung nachFig. 4 sind die Lichtquellen und photoelektrische Detektoren unmittelbar an den Wellenleitern innerhalb des Gehäuses98 angeordnet.In the arrangement according toFIG. 4, the waveguides are connected to the light sources and the detectors via light-conducting fibers114 and116 or118 and120 . No electrical cables need to be routed to the location of the force measurement. This can be advantageous for reasons of explosion protection or with regard to interference in the signal lines due to electromagnetic influences. In the arrangement according toFIG. 5, which is otherwise constructed exactly like the arrangement according toFIG. 4, the light sources and photoelectric detectors are arranged directly on the waveguides within the housing98 .
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE19883822512DE3822512A1 (en) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | Force measuring device |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE19883822512DE3822512A1 (en) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | Force measuring device |
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|---|---|
| DE3822512A1true DE3822512A1 (en) | 1990-01-11 |
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| DE19883822512GrantedDE3822512A1 (en) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | Force measuring device |
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| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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