Hallo zusammen, Ich suche einen dynamischen Kraftsensor, der in zwei Messbereichen misst. Der erste Messbereich (Zugkraft) ist: 0N bis 400 N. Soll mit einer Geneuigkeit von 0,25 %v.E. messen können Der zweite Kraftbereich (Druckkraft) ist: 30 kN bis 32 kN. Mit einer Genauigkeit von 0,1 % v.E. Die Kräfte wirken dynamisch. Meine Frage ist, ob jemand eine Idee hat, wie ich diese zwei Messbereiche realisieren kann!? Ich muss wahrscheinlich zwei verschiedene Sensoren nehmen und sie in Reihe schalten (Ist dies überhaupt möglich). Da aber der Sensor für die kleine Kräfte nicht die großen Druckkräfte aushalten kann, muss ich irgendwie die Druckkraft umleiten. Ich weiß nicht ob jemand eine Idee hat wie sowas realisieren kann!? Oder hat einer eine andere Idee wie ich zwei Messbereiche messen kann. Danke schonmal für die Mühen!
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Du bräuchtest zumindest einen Anschlag für den kleinen Sensor, der dann bei Druck die Kraft überträgt. Erzähl mal mehr was genau damit gemessen werden soll, und was dynamsich präzise bedeutet. By the way, sollte man den Beitrag nicht ins Mechanik Unterforum verschieben?
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Hallo, Hendrik! Hendrik H. schrieb: > Hallo zusammen, > > Ich suche einen dynamischen Kraftsensor, der in zwei Messbereichen > misst. Vielleicht kannst Du den Messbereich "mechanisch" durch eine Konstruktion mit Anschlag/Freilauf einerseits / Federkopplung andererseits "umschalten". Nachteil kann sein, dass der Federweg stört bzw. "im Weg" ist. > Der erste Messbereich (Zugkraft) ist: 0N bis 400 N. Soll mit einer > Geneuigkeit von 0,25 %v.E. messen können > Der zweite Kraftbereich (Druckkraft) ist: 30 kN bis 32 kN. Mit einer > Genauigkeit von 0,1 % v.E. Die Genauigkeiten sollte man gut realisieren können. Statisch sicherlich. Wie sieht es mit der Auflösung aus? > Die Kräfte wirken dynamisch. Das macht es interessant - dann ist dF/dt_max zu spezifizieren. Obige Anschlags/Feder-Konstruktion begrenzt gegebenenfalls die Performance im dynamischen Fall beträchtlich. > Meine Frage ist, ob jemand eine Idee hat, wie ich diese zwei > Messbereiche realisieren kann!? > Ich muss wahrscheinlich zwei verschiedene Sensoren nehmen und sie in > Reihe schalten (Ist dies überhaupt möglich). Da aber der Sensor für die > kleine Kräfte nicht die großen Druckkräfte aushalten kann, muss ich > irgendwie die Druckkraft umleiten. Ja, das hört sich vernünftig an. > Ich weiß nicht ob jemand eine Idee > hat wie sowas realisieren kann!? Oder hat einer eine andere Idee wie ich > zwei Messbereiche messen kann. Eventuell nicht nur theoretische Alternative: Nehme einen Kraftsensor mit Auswertung, der so genau / so gut ist, dass er sowohl die Auflösung des kleinen Messbereichs kann, wie auch den Messbereich des großen Messbereichs. > Danke schonmal für die Mühen! Eine benachbarte Firma ist in diesen Druck/Dehn-Messungen spezialisiert... Wenn Du weiterführende Unterstützung benötigst, rühr Dich. Gruß, Clemens
Hendrik H. schrieb: > Meine Frage ist, ob jemand eine Idee hat, wie ich diese zwei > Messbereiche realisieren kann!? Es gibt Wägezellen mit 0,02%, damit kannst du beides messen, wenn sie schnell genug sind. Ist sicher nicht billig, aber deine mechanischen Probleme entfallen komplett. Georg
Für so einen großen Messbereich könnte man Piezosensoren einsetzen. Die werden nach der Maximalkraft ausgewählt, die Bereichsumschaltung erfolgt im Ladungsverstärker. Siehe z.B. bei http://www.kistler.com/ unter Produkte - Kraftsensoren bzw. Signalaufbereitung. Der Vorteil gegenüber Sensoren mit Dehnmessstreifen: das Rauschen ist relativ unabhängig vom Messbereich, bei DMS-Verstärkern wird das mit verstärkt, wenn man den Bereich aufspreizt. tg
Hendrik H. schrieb: > Der erste Messbereich (Zugkraft) ist: 0N bis 400 N. Soll mit einer > Geneuigkeit von 0,25 %v.E. messen können > Der zweite Kraftbereich (Druckkraft) ist: 30 kN bis 32 kN. Mit einer > Genauigkeit von 0,1 % v.E. > Die Kräfte wirken dynamisch. Wie "dynamisch"? Mit welcher Frequenz?
Wägezellen sind aber nur für Krafteinleitung in eine Richtung gedacht.....
Erleuchteter schrieb: > Wägezellen sind aber nur für Krafteinleitung in eine Richtung > gedacht..... Man kann sie aber vorspannen, dann sind beide Richtungen möglich.
> Eventuell nicht nur theoretische Alternative: > Nehme einen Kraftsensor mit Auswertung, der so genau / so gut > ist, dass er sowohl die Auflösung des kleinen Messbereichs kann, > wie auch den Messbereich des großen Messbereichs. Hallo, danke schon einmal für deine Antwort. Das Bedeutet aber, dass der Sensor dann eine Genauigkeit von 1,25*10^-3 % v.E. aufweisen muss?
Hallo zusammen, schon einmal vielen Dank für die vielen Antworten. Der Sensor soll zwei Messbereiche besitzen. Deswegen ist die Idee mit einem Snesor, der so genau ist, dass er beide Bereiche abdecken kann, nicht relevant für mich. Das habe ich leider vergessen dazu zu schreiben... Deswegen wird es wahrscheinlich mit zwei Sensoren realisiert werden. Bezüglich der Dynamik (Frequenz) habe ich leider noch keine Angaben bekommen. Wenn ich sie habe werde ich sie nachreichen. Noch einmal vielen Dank für Ihre Bemühungen.
Hendrik H. schrieb: > Der Sensor soll zwei > Messbereiche besitzen. Deswegen ist die Idee mit einem Snesor, der so > genau ist, dass er beide Bereiche abdecken kann, nicht relevant für > mich. Technisch ist das nicht nachvollziehbar, soll dass heissen, das hat jemand so angeordnet? Georg
Hallo, ja das ist als eine der Anforderungen für den Sensor. Grüße
Wenn Du "Sensor" als "Wandler mit Schaltung" interpretierst, passt das wieder ...
Hendrik H. schrieb: > Der Sensor soll zwei > Messbereiche besitzen. Deswegen ist die Idee mit einem Snesor, der so > genau ist, dass er beide Bereiche abdecken kann, nicht relevant für > mich. Das habe ich leider vergessen dazu zu schreiben... Das macht jetzt für mich irgendwie keinen Sinn. Ein Sensor der alles kann wäre doch nur von Vorteil. Und du würdest dir keine zusätzliche Ungenauigkeit durch die zusätzlich MEchanik zum Koppeln der Sensoren, zum Schutz des kleineren Sensors usw. einfangen. Vor allem dynamsich dürfte das deutlich einfacher sein. Dann schau mal ob es ein Piezosensor tun könnte wie tg schon schrieb: tg schrieb: > Für so einen großen Messbereich könnte man Piezosensoren einsetzen. Die > werden nach der Maximalkraft ausgewählt, die Bereichsumschaltung erfolgt > im Ladungsverstärker.
Tja, die Entwicklung von der Hand in den Mund. :-) Die Überschrift kann man interpretieren als: "Suche <singular, also einen> Kraftsensor mit zwei Messbereichen"... Und: "Der <singular> Sensor soll zwei Messbereiche besitzen." Die Leute hier (ich eingeschlossen) tendieren zu so einer Lösung: Ein Sensor, der von der Performance her beide Messbereiche abdeckt. Diese Lösung erscheint technisch greifbar. Scheinbar sollen aber zwei Sensoren für je einen der beiden Messbereiche verwendet werden. Nungut. Um die Spekulationen/kollektive Zeitverschwendung zu reduzieren (SNR zu erhöhen) sollte vielleicht erst einmal eine genaue Spezifikation aufs Papier gebracht werden. Es fehlt z.B. immer noch eine Definition für "dynamisch"... oder auch der Einsatz-/Umgebungs-/etc. Temperaturbereich, die mechanische Bauform, die Translation die sich der Sensor mit der Kraftaufnahme erlauben darf, etc. pp. Dann die Auflösung, die Wiederholgenauigkeit,... Sind die Hausaufgaben gemacht, wird sich ein zwei technisch sinnvolle Lösungen skizzieren lassen. Gruß vom C
tg hat eigentlich die perfekte Lösung skizziert! Alles andere macht wirklich keinen Sinn... (mit den jetztigen infos) gruss stef
Hendrik H. schrieb: > Der Sensor soll zwei > Messbereiche besitzen. Deswegen ist die Idee mit einem Snesor, der so > genau ist, dass er beide Bereiche abdecken kann, nicht relevant für > mich. Das habe ich leider vergessen dazu zu schreiben... Zwei "Messbereiche" kann dann die Software machen. Soll auch dynamisch zwischen Zug- und Druckkraft gewechselt werden? Wodurch erfolgt überhaupt die Kraftaufbringung? Zwei Sensoren so unterschiedlicher größe lassen sich mechanisch nicht sinnvoll verbinden.
Hallo, kannst du vielleicht bitte die Idde mit den zwei Messbereiche durch die Software realisieren konkretisieren oder mir vielleicht schreiben wo ich das nachlesen kann, wie man sowas realsieren kann. Also es wird nicht dynamisch zwischen Druck und Zugkraft gewechselt. Vielen Dank Grüße
Da ich ja nun schon einige Tage damit verbringe, Kraftsensoren zu entwickeln, möchte ich auch mal eine Meinung dazu absondern. Bei dieser extremen Spreizung von Messbereichen ist die Krafteinleitung von größter Bedeutung. Bei Applikation von Zug-und Druckkräften in einer Aufspannung wird das schwierig, es geht praktisch nur über Gewindestangen mit Kontermutter. Wenn diese sich durchbiegen oder Seitenkräfte ausüben können, ist es schon vorbei. ---> Das wird nix. Nehmen wir mal an, die kleinste zu messende Kraft sei 100 N, die gewünschte Messunsicherheit sei 1 N. Das entspricht 0,003 % von 32 kN. Das kann man sowohl mit Piezos als auch mit DMS knicken. Man müsste die Sensoren temperieren, und das wäre noch das geringste Problem. ----> Das wird auch nix. Weiterhin schauen wir mal, wie die Datenblattangaben von Sensoren zustande kommen. Hier wird gemessen nach ISO 376. Das bedeutet, dass vor der Messung 3*mit Nennlast vorgelastet werden muss, dass die folgenden Kräfte stufenweise nach einem bestimmten Procedere aufgelegt werden usw.. Hält man dieses Procedere nicht ein, ist es mit den Datenblattangaben vorbei. Und zwar nicht nur ein bisschen, sondern je nach Sensortyp auch mal um Welten. ----> Das wird überhaupt gar nix. Mit anderen Worten: Die Genauigkeitswünsche speziell im kleinen Messbereich machen die Sache unmöglich. Bitte nochmal genau überdenken, ob da noch was zu machen ist. Realistische Messbereichsspreizungen liegen bei 1:5 bis 1:10. Bei größerer Spreizung zuckt da noch was, aber von Genauigkeit zu sprechen ist bei DMS wie bei Piezos gewagt.
Ich biete nochmals an, den Kontakt (Off-List, mache hier keine Werbung) zu einer Firma in München herzustellen die in dem Markt seit vielen Jahren unterwegs ist und was Messbereich, Auflösung und Messgeschwindigkeit angeht sicherlich an der Spitze des möglichen arbeiten. Da werden die DMS-Brücken AC-mäßig angeregt und flott mit sehr hoher Auflösung digitalisiert / demoduliert, etc. pp. Besten Gruß, C
Kann man alles machen, das Problem ist aber mechanisch. Bevor hier sehr viel Geld verbraten wird, möchte ich doch anregen, die geforderten Eigenschaften zu präzisieren und ggf. zu relativieren. Das wird in keinem Fall schaden.
Da die Sensoren meist STATISCH kalibriert werden, die Anwendung aber dynamisch ist (Wie dynamisch eigentlich?? ) sollten die Einsatzbedingungen und gewünschten Genauigkeiten (auch im Frequenzbereich) schon genau bekannt sein. Der Sensor ist mit seinen Massen und Steifigkeiten Teil des dynamischen Systems. Wird dann der 'kleine' Sensor mechanisch entlastet ist auch noch eine Nichtlinearität eingebaut... Am besten mal den konkreten Anwendungsfall beschreiben.
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Das ist das nächste Fass, welches aufgemacht wird. Wer kann 32 kN mit 0,003 % kalibrieren? Die PTB nicht. ---> 2...5 % sind realistisch.
Realistisch, wenn gewollt: der Kistler Sensor 9333A (50kN) hat eine Linearität <0.5% in allen drei Messbereichen (50, 5, 0.5 kN), lässt sich 100:1 spreizen und wird vom Hersteller kalibriert (also wohl eine Klassengenauigkeit besser).
Die Eigenfrequenz dieses Piezo-Sensors liegt über 55kHz, bei ausreichend Abstand (fmax~5kHz) ist das nicht relevant.
Herr Heinemann kann uns wohl nicht mitteilen, was unter "dynamisch" zu verstehen ist. Ebensowenig was die Auflösung angeht, etc... Wir sollten wohl besser an der Börse spekulieren. Das Return of Investment könnte da höher sein. Gruß, C
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