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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Drehmoment messen mit DMS


Autor: DMS (Gast)
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Ich bin für eine Projektarbeit an der Hochschule auf der Suche nach 
einer Möglichkeit das Drehmoment an einer Welle messen zu können.
Die Sache ist, dass fertige Drehmoment-Messwellen ein Vermögen kosten 
und ich auf der Suche nach einer kostengünstigen "Selbstbau-Variante" 
bin.
Nach meiner Recherche bin ich der Meinung, dass das Messen mit 
Dehnungs-Messstreifen wohl am genauesten ist und am wenigsten Platz in 
Anspruch nimmt.
Mein Problem ist leider, dass ich von der Auswertung etc. keine Ahnung 
habe und jetzt auf der Suche nach einer geeigneten Platine (oder 
Micro-Controller) bin, mit dem ich diese Auswertung machen kann.

Es wäre also echt schön, wenn ich hier zufällig auf jemanden stoßen 
würde, der sich mit der Auswertungs-Elektronik für DMS auskennt oder mir 
mit bei der Wahl der Auswerteplatine... helfen kann.

Von Vorteil wäre es natürlich, falls jemand eine Platine kennt, die für 
mich sowohl die Auswertung übernimmt, als auch über ein Display zur 
Ausgabe der Daten und eine interne Stromversorgung (Batterie)verfügt.

Ich danke euch schon mal im Voraus für die Hilfe

Gruss Alex

Autor: Sascha (Gast)
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Hallo,

Bin jetzt kein Spezialist für Platienen usw, kenn mich aber mit DMS ganz 
gut aus.

Die DMS sollten möglichst zur Vollbrücke verschalten werden, um 
Messfehler usw zu verringern. Ausserdem hat das den Vorteil, dass du 
einen "eingebauten Verstärker" drin hast, da diese Messbrücke dann ...mV 
Ausgangsspannung pro ...V Eingangsspannung liefert. Dann brauchst du 
eigentlich nur etwas um mV messen bzw. aufzeichnen zu können.

Der Herr Conrad hat da eine ralativ kostengünstige Lösung, z.B. einen 4 
Kanal Recorder für ca. 50 Euronen, Bestnr: 121462 - 62.
Hat allerdings den Nachteil, dass das Signal der DMS nochmals verstärkt 
werden sollte, da diese Büchse nur eine Empfindlichkeit von 10mV hat.

Gute DMS bekommt man z.B. von HBM.

PS: Es gibt noch die "kostenlose" Möglichkeit über den Mic-In der 
Soundkarte des PCs sowas aufzuzeichen.
Nicht sehr professionell, aber extrem billig und funktionien tuts ;-)

Bsp. USB hat 5V, Vollbrücken werden mit ca. 6V versorgt.

Autor: Matthias (Gast)
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Ja, und wie wird der drehende DMS kontaktiert?

Autor: Dieter Werner (Gast)
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> wie wird der drehende DMS kontaktiert?

Entweder über Schleifringe oder induktiv wie bei einer Propelleruhr.

Autor: Matthias (Gast)
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Schleifringe bei mV??
induktiv bei Propelleruhr-geht nur bei wenigen LEDs

Autor: Dieter Werner (Gast)
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> Schleifringe bei mV??

Jein, auf dem drehenden Teil wird schon ein Teil der Signalverarbeitung 
erledigt und ein Signal in Volt Bereich übertragen.

> induktiv bei Propelleruhr-geht nur bei wenigen LEDs

Da stand wie bei einer Propelleruhr ...
Es sollen ja auch keine LEDs sondern eine DMS Messbrücke betrieben 
werden.


Eine genauere Erklärung gibt es zum Beispiel hier:

http://www.soemer.de/html/drehmomentaufnehmer_1804_1805.html

Autor: DMS (Gast)
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Also eigentlich hatte ich mir gedacht, die Auswerteelektronik, Batterie 
und Display komplett auf der Welle zu platzieren. Es würde also 
dementsprechend keinerlei Verbindung nach "Außen" geben wie bei 
Induktion oder Schleifringen.

Mittlerweile habe ich auch DMS bei HBM bestellt und zwar Scher/-Torsions 
Halbbrücken, die ich dann paarweise zu einer Vollbrücke verschalten 
kann.

Autor: Antonio (Gast)
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Gut, dass dann ein Display auf der Welle ist. Dann kann man das 
Drehmoment schön bei 1500 rpm ablesen : )

Autor: DMS (Gast)
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Ja das wäre ne super Idee :)

Das Drehmoment soll erst im Stillstand abgelesen werden!

Autor: Werner A. (homebrew)
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also doch ne propeller clock...

Autor: Dieter Werner (Gast)
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Hast Du schon eine Idee wie die DMS auf die Welle geklebt werden?

Das ist nämlich gar nicht so einfach denn wenn die Klebeschicht nicht 
gleichmäßig dick (besser möglichst dünn) und vollflächig ist gibt es 
beachtliche Linearitätsfehler und insbesondere Langzeitdrift.
Und bitte unbedingt den vorgeschlagenen Kleber verwenden, eine Ablösung 
von der Oberfläche ist sonst vorprogrammiert.
Unter Umständen sind auch flache Abfräsungen an der Welle sinnvoll um 
erstens die Messempfindlichkeit zu erhöhen und zweitens den Biegeradius 
der DMS nicht zu klein werden zu lassen.

Eine Justierung / Kalibrierung dürfte wohl im Stillstand durch 
Einbringung bekannter Drehmomente möglich sein.

Autor: DMS (Gast)
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Ah, jetzt verstehe ich auch den Wink mit der Propellor Clock. Das wäre 
natürlich ne feine Sache. Aber....


.... würde das nicht heißen, dass ich die clock immer der genauen 
Drehzahl anpassen müsste? Ich habe ja auch Lastwechsel im System --> 
keine dauerhaft konstante Drehzahl


.... würde eine "normale Batterie denn ausreichen, um DMS, Display und 
Auswerteelektronik über längere Zeit zu betreiben???"

Autor: Jürgen (Gast)
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Hallo DMS,

nur mal zur Info eine weitere möglichkeit zur berührungslosen 
Drehmomentmessung an drehender Welle. Egal für welche Art der Messung Du 
dich entscheidest ein grundsätziches "Problem" was bisher noch nicht 
angesprochen wurde ist die Kalibrierung. Fast alle Verfahren werten die 
Torsion aus und die ist abhängig vom Material und deren Stärke, d.h. 
nachdem Du die DMS aufgeklebt hast must Du über einen def.Hebelarm eine 
def. Kraft auf die Welle bringen und bekommst dann als Ergebnis mV/Nm.
Das aufbringen der DMS ist auch nicht ohne mann muss sehr sauber 
arbeiten da es sonst zu Nichtlinearitäten und unterschielichen 
Ergebnissen in den beiden drehrichtungen kommt.
Jürgen

Autor: DMS (Gast)
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Das man bei der Benutzung mit DMS sehr sauber arbeiten muss ist klar, 
wir haben auch an der Hochschule schon einen entsprechenden HBM Koffer, 
indem alle Utensilien zum fachgerechten Anbringen von DMS enthalten 
sind.

Autor: DMS (Gast)
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Ich mache mir eigentlich über die korrekte Anbringung der DMS weniger 
Gedanken, zumal ich auch noch einen Professor im Hintergrund habe, der 
sowas öfter schon geklebt hat.

Was mir aber im Moment noch ein bißchen den Kopf zerbricht ist, ob es 
nicht ein fertiges Board gibt, auf dem ich die komplette Auswertung 
machen kann (d.h. Verstärker, Microchip, Display und Stromversorgung).

Autor: René (Gast)
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Hallo,

schau mal hier rein. Ich fand das ganz interessant:

http://www.caesar-datensysteme.net/Caesar/Produkte...

Gruß
René

Autor: DMS (Gast)
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mmmh, das klingt recht interessant, ich habe mir auf der Messtec Messe 
das System mal angesehen. Doch als die mir sagten, das die fertige 
Applikation zwischen 3000 und 4000€ liegt, hab ich mich relativ schnell 
woanders umgesehen.

Problem ist eben, das die Daten induktiv nach außen geführt werden und 
das Anzeigegerät etc. doch relativ groß sind. Wäre das alles direkt auf 
der Welle angebracht, könnte ich mir meine Arbeit ja sparen :)

Aber trotzdem danke für den Tip! Das ist ein gutes System!


Autor: DMS (Gast)
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Sorry, die Daten werden natürlich nicht induktiv nach außen geführt :)

Autor: f.h. (Gast)
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Die machen genau das was du benötigst. Viell. mal nachfragen!!

http://www.sensortelemetrie.de/

Autor: DMS (Gast)
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Ja die habe ich auch auf der Messtec befragt, waren aber nicht wirklich 
auskunftsfreudig.
Des weiteren möchte ich ja kein fertiges System kaufen, sondern nach 
Möglichkeit alles selbst machen.

Autor: HansHans (Gast)
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Hallo,
vielleicht eine Blöde Frage oder Idee:
Der Motor ist doch irgendwo (fest )
angeschraubt kann man nicht mit einer entsprechenden
Halterung hier das Drehmoment bzw. die Kraft auf die
Motorhalterung erfassen .

Autor: Michael (Gast)
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Mal eine Frage,

Wie bringe ich den DMS am besten auf einer Welle auf, um ein kleines 
Moment messen zu können ?

45° oder gibt es gar ganz andere Typen die 10maö besser sind ?

Autor: Peter .. (solderingexpert)
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Michael wrote:
> Wie bringe ich den DMS am besten auf einer Welle auf, um ein kleines
> Moment messen zu können ?
Für max. Empfindlichkeit (=1): Vollbrücke und Vorberechnung der
passenden DMS.
(Bei großem Wellendurchmesser den temp. komp. Zweig und Kabellänge
beachten.)

> 45° oder gibt es gar ganz andere Typen die 10maö besser sind ?
Bezogen auf Hauptnormalspannungsrichtungsbestimmung oder Anordnung
zur Drehachse?

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