Sensoren Wie funktioniert ein DMS-Kraftsensor? Bild 5: DMS-Kraftsensor Bild 3c: Messobjekt mit Ausgleichsgewichten © Vypro s.r.o., SVK-91101 Trencin sensoren „nachjustiert“, also rekalibriert werden müssen. In vielen industriellen Anwendungen hat es sich eingebürgert, in jährlichem Rhythmus eine Werkskalibrierung durchführen zu lassen. Wer jedoch auditsichere Rückführungsnachweise z. B. gemäß ISO 9001 benötigt, veranlasst eine Rekalibrierung gemäß Richtlinie ISO 376 mit einem Kalibrierzertifikat. Es wird hierbei empfohlen, einen Zeitintervall von maximal einem Jahr zu wählen. Prüfmittelüberwachung Ein weiterer Grund für das (Re-) kalibrieren ist die DIN EN ISO 9001, welche einen Prozess für die Prüfmittelüberwachung vorsieht und aussagt, dass Messmittel kalibriert Bild 4: Moderne Standardformen von Kraftsensoren in den Bereichen von 0,1 kN bis 500k N © Inelta Sensorsysteme GmbH&Co.KG, Taufkirchen Bei DMS (DMS = Dehnungsmessstreifen) basierenden Kraftsensoren (Bild 5) werden statische und dynamische Zug- und Druckkräfte mittels spezieller Widerstände (DMS) erfasst und in elektrische Signale umgewandelt. Eine Dehnung oder Stauchung des DMS-Widerstandes bewirkt eine Spannungsänderung. Diese Spannung ist proportional der eingeleiteten Kraft, welche das Trägermaterial unter dem Dehnmessstreifen minimalst, mechanisch staucht oder streckt. Um optimale Messwerte zu erzielen, werden in Kraftsensoren meist 2 oder 4 Dehnungsmessstreifen appliziert und in Brückenschaltung (Wheatstonesche Brückenschaltung) miteinander verbunden. So lassen sich werden müssen. Das bedeutet aber auch, das die Messmittel, hier also ein Kraftsensor, regelmäßig überprüft, d. h. auch rekalibriert werden muss. Aus diesem Grunde verfügen viele Unternehmen über Qualitätssicherungssysteme, die Kalibrierungen in regelmäßigen Abständen vorschreiben. Eine Rekalibrierung ist auf jeden Fall nach einer Überlastung erforderlich, vorhandene Kalibrierscheine verlieren bei Überlastung ihre Gültigkeit. Akkreditiertes Prüflabor Das Unternehmen Vypro s.r.o. ist ein akkreditiertes Prüflabor nach ISO/ IEC 17025:2017 und nutzt eine statische 20-Tonnen Hebelkraftanlage (Bild 3a - c) und darf nach ISO 376 unerwünschte thermische oder mechanische Einflüsse kompensieren, auch Abgleich genannt. Kraftsensoren geben ein zur Speisespannung proportionales Signal in mV/V heraus. Meist wird ein passender externer Messwertverstärker dahinter geschaltet, welcher Ausgangssignale meist von 4…20 mA oder 0…10 V liefert. Aber auch jede andere Ausgangsspannung ist realisierbar. Viele der DMS-Kraftsensoren von Inelta Sensorsysteme haben bereits einen im Kraftsensor integrierten Messverstärker. Sehr häufig wird auch für den Kunden nicht nur der Kraftsensor, sondern das komplette Sensormodul mit dem Kraftsensor integriert geliefert. kalibrieren und die entsprechenden Kalibrierzertifikate, aber auch Werkskalibrierung, ausstellen. Dieses gilt nicht nur für eigene Produkte, sondern auch für alle Fremdprodukte zwischen 0,1 kN bis 200 kN. In der Bildbeschreibung kann sich der Leser einen Eindruck dieser Anlage verschaffen. Für den Anwender empfiehlt sich bei Rückfragen immer eine Kontaktaufnahme mit dem Fachmann zur Abklärung der besten Lösung für die jeweilige spezifische Lösung. Auf dem Markt gibt es sehr viele unterschiedliche Varianten, je nach Hersteller. Ein spezifiziertes Labor ist in der Lage für fast jeden Kraftsensor die richtige Aufnahmevorrichtung zu erstellen. ◄ 28 PC & Industrie 8/2022
Sensoren Hoch hinaus: Der Vier-Millionen-Schritte-Drehgeber Links: ABN mit 22 Bit Auflösung, rechts ABN mit Klemmflansch TWK-ELEKTRONIK GmbH info@twk.de www.twk.de Manchmal muss es eben mehr sein. In diesem Fall hat das neu entwickelte Drehgeber-Modell ABN der TWK eine Auflösung, die den Vollkreis von 360° in über 4 Millionen Schritte unterteilt. Um genau zu sein in 222 Schritte – das ist eine Auflösung von 22 Bit. Eine hohe Genauigkeit ist ebenso wichtig. Diese kann sich mit besser als ±10 arcsec sehen lassen. Das sind weniger als ±0,003°. Präzise Messungen von Positionen und Geschwindigkeiten bis 10.000 U/min sind damit möglich. Ab September 2022 ist der ABN erhältlich. Hochpräzise optische Codescheibe Erreicht werden diese Werte durch die Abtastung einer hochpräzisen optischen Codescheibe. Ausgestattet mit der Schnittstelle CANopen bzw. CANopen Safety kann der als funktional sicher konstruierte Drehgeber auch für sicherheitsrelevante Applikationen eingesetzt werden. Die Anforderungen für den SIL2 Level nach IEC 61508 werden erfüllt. Interne Überwachungsfunktionen stellen sicher, dass im Fehlerfall ein sicherer Zustand eingenommen wird und eine Fehlermeldung an die Steuerung erfolgt. Der Messbereich des Singleturn-Drehgebers ABN beträgt eine Umdrehung. Das Multiturn-Pendant ARN ist in Planung, wobei bis zu 24 Bit Umdrehungen sicher erfasst werden. Das ist ein Messbereich von fast 17 Millionen Umdrehungen. Aufgrund des Abtastprinzips mit Codescheibe sind Ausführungen mit durchgehender Hohlwelle möglich. Viele Varianten Mechanisch sind auch beim Modell ABN/ARN vielseitige Eigenschaften erhältlich: Unterschiedliche Gehäusematerialien – von seewasserfestem Aluminium bis lebensmittelverträglichem Edelstahl. Eine Reihe unterschiedlicher Flansch- und Wellenausführungen sowie M12-Stecker oder Kabelanschluss ge hören ins Programm. Mit der Wellenausführung für die Anbindung des spielfreien TWK Messzahnrades ZRS lassen sich kleinste Bewegungen eines Innen- oder Außenzahnkranzes sicher erkennen und an die Steuerung übermitteln. Eine Spezialsoftware für Drehkranzanwendungen, die das Positions signal direkt auf den Drehkranz kalibriert, sorgt dafür, dass das Positionssignal bei einer vollen Umdrehung des Drehkranzes einen Nullübergang hat, so dass man immer weiß, in welche Richtung beispielsweise der Ausleger eines Mobilkrans zeigt. Das Positionssignal geht von 0 bis 360° bei parametrierbarer Übersetzung und Auflösung. Dieser Ausgabecode arbeitet auch dann sicher weiter, wenn der Messbereich des Drehgebers durchlaufen wurde und weitergedreht wird. Safety-Sensoren-Portfolio erweitert Damit reiht sich der Drehgeber ABN in das Portfolio der Safety- Sensoren ein, das viele unterschiedliche Sensortypen und Schnittstellen beinhaltet. Von Neigungs- und Vibrationssensoren bis Nockenschaltwerke, bei denen Safety-Schaltkontakte in einem Drehgeber integriert sind, die in eine Sicherheitskette geschaltet werden können und diese sicher unterbrechen, wenn Positions- oder Geschwindigkeitslimits überschritten werden. Insbesondere die Drehgeber gibt es von klein und platzsparend bis Heavy- Duty, mit Schutzarten bis IP69K und auch als vollredundante Ausführungen, die zwei autarke Messsysteme beinhalten, die sich zusätzlich intern überwachen. ◄ PC & Industrie 8/2022 29
Laden...
Laden...