Hallo zusammen, ich habe eine Frage und hoffe mir kann hier geholfen werden... Ich suche ein Kraftsensor der zwei Kraftbereiche besitzt. einen kleinen Kraftbereich (0N bis 1KN ) zur statischen Messung und einen großen Kraftbereich von etwa (3 KN bis 300 KN). (Das sind nicht die genauen Daten). Ich wollte nur wissen, ob es schon so einen Kraftsensor (Zug-,Druckkraft) gibt oder ob man irgendwie zwei Sensoren, mit verschiedenen Kraftbereiche, koppeln kann. Oder vielleicht einen Federkörper so gestalten kann, das er zwei Kraftbereiche messen kann (DMS). Ich habe leider nicht mehr Informationen (Genauigkeit etc.). Ich hoffe mir kann jemand helfen. Es geht halt darum ob es sowas gibt. Schon einmal vielen Dank und Grüße
Sowas ist ja nur moeglich wenn der Empfindlichere einen Anschlag hat, sonst ist der sofort kaputt. Dann mach das doch einfach so. Den Unempfindlichen mit etwas hoeherer Aufloesung ablesen geht nicht ?
Welche von dir nicht genannten Randbedingungen verhindern den Einsatz - von zwei Sensoren, die für den jeweiligen Meßbereich optimiert sind? - von einem Sensor, der den kompletten Meßbereich abdeckt? Oder anders gefragt: Warum teilst du die o.g. Meßbereiche so ein? Was erwartest du dir von dieser Einteilung?
Das eigentliche Problem ist die Ausführung der krafteinleitenden Teile, welche die machbare Präzision wesentlich bestimmen, was man aber kaum bstimmen kann. Es wäre besser, einen sehr hochwertigen Kraftsensor mit hohem Kennwert für 300 kN zu verwenden, möglichst mit hochohmigen DMS zur Verringerung des Wärmeeintrags, und diesen mit 10 V oder mehr zu speisen. Dieser Sensor bringt dann auch im unteren Bereich genügend Ausgangsspannung, die man noch einigermaßen komfortabel auswerten kann. Aber ohne weitere Präzisierung der Anforderungen ist guter Rat schwierig.
Erstmal vielen Dank für die Antwort. Ich wollte erstmal nur in Erfahrung bringen, ob es überhaupt technisch Möglich ist, ein Kraftsensor mit zwei unterschiedlichen Kraftbereiche zu entwickeln oder ob es sowas in der Praxis schon gibt. Und wenn ja was es da für Möglichkeiten gibt.
Die meisten, einfachen Drucksensoren arbeiten mit einem mehr oder weniger exotisch geformten Formteil, welches sich definiert verbiegt. Natürlich im elastischen Bereich. An diesem Teil sind dann Dehnungsmessstreifen montiert. Die Biegung bzw. die damit verbundene Dehnung wird zur Messung herangezogen. Salopp ausgedrückt bedeutet dies: Je Dicker das Formteil, desto höher die mögliche Last. Umgekehrt: Je dünner es ist, desto niedriger liegt das Maximum. Man kann sich das Ganze auch wie eine Feder vorstellen. Eine weiche Feder ist für geringe Lasten geeignet, eine harte für Große. Montierst Du beiden zusammen, so wird die weichere, bei großer Last "zerdrückt". Die Idee, einen Anschlag zu konstruieren halte ich für nicht machbar. Der Grund hierfür ist der: Die meisten Druckdosen sind, um das Messergebnis nicht zu verfälschen, auf minimalsten Hub optimiert. Da würde die Einstellung eines Anschlages mit Genauigkeiten im Mikrometerbereich einhergehen. Also Teuer und unsicher.
Ich kann aber nicht ausschließen, dass es, wie auch im KFZ (Federn), Druckdosen gibt, die explizit nichtlinear sind. Dann musst Du aber einen digitalen Grübler zwischenschalten um der Ergebnis interpretieren zu können.
Was limitiert eigentlich den dynamischen Bereich eines DMS gegen unten ? Der Kleber ? Hysterese soll's keine geben. Schafft man mit einer fortgeschrittenen Signalverarbeitung, dh Lock-in, einen dynamischen Bereich von 100'000, das waeren dann 100dB ?
Mir stellt sich eher die Frage nach deiner Anwendung. Denn abgesehen von DMS gibt es noch andere Möglichkeiten Kraft zu messen. Sensoren nach piezoelastischem Effekt haben ggü. DMS den Vorteil, dass diese sehr gut auf dynamische Lasten ansprechen und hierbei eine hohe Wiederholgenauigkeit besitzen. Ebenso ist der Überlastbereich im Vergleich zu DMS riesig. Suche mal nach ABB Pressductor. So ganz habe ich aber noch nicht erkannt, was du nun erreichen willst.
@Alex: Jein. Die Sache mit der Wiederholpräzision gehört in den Bereich Mythen und Legenden. Piezos musst du praktisch thermostatisieren, wenn du die oft zitierte enorme Auflösung sehen möchtest. Das liegt einfach an der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung von Federkörper und Primärsensor. Abgesehen davon gibt es für Kraftsensoren verschiedene Bauformen, die je nach Anforderung an die Messaufgabe ausgewählt werden können. Biegebalken: langsam, aber präzise, großer Messweg. Stauchkörper: schnell, aber unpräzise, sehr kleiner Messweg. Sensoren mit Plattenfederkörper: Von allem ein bisschen. Usw. Bei Sensoren mit Piezo gibt es ausschließlich die Möglichkeit, Stauchkörper zu realisieren, mit den genannten Eigenschaften. Passt nicht immer.
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