Auswahlhilfe und Hinweise für DMS Drehmomentsensoren
Eine Übersicht über die von uns angebotenen Drehmomentsensoren finden Sie>hier.
Funktionsweise und Ausführungsvarianten
Die DMS Metallfolientechnologie erlaubt es, neben Kraftsensoren auch Drehmomentsensoren mit dieser Technologie herzustellen, denn das Drehmoment berechnet sich aus Kraft*Weg. Die Dehnungsmessstreifen werden in geeigneter Ausrichtung auf einer Welle appliziert, die sich bei Belastung in eine sehr kleinen Maße „verdreht“. Dies wird von den DMS registriert und analog zu den Kraftaufnehmern über eine Wheatstonebrücke ausgewertet. Das sensitive Element ist diesmal die Welle: je nach Messbereich ist diese mehr oder weniger steif gegen Torsion ausgelegt. Der Verfahrweg der DMS ist immer gleich. Daraus resultiert auch, dass die Produkte einer Sensorreihe immer die gleichen Abmessungen haben, wieder analog den Kraftsensoren.
Drehmomentsensoren gibt es als statische und dynamische (rotierende) Ausführungen, wobei die Messwellen in verschiedenen Ausführungen angeboten werden.
Die statischen Sensoren verfügen über zwei Befestigungsflansche.
Bei rotierenden Sensoren werden zwei Technologien zur Übertragung der Speisung / Messdaten verwendet:
Bis ca. 3.000 upm werden Schleifringläufer eingesetzt, darüber hinaus erfolgt die Übertragung induktiv.
Rotierende Ausführungen können optional mit einem digital arbeitenden Encoder geliefert werde. Hier kann dann im Betrieb gleichzeitig die Drehzahl erfasst werden, was dann die Berechnung der elektrischen Leistung vereinfacht.
Wichtig für die richtige Auswahl eines Sensors sind die sogenannten Kenngrößen (Messbereich, Speisung, Ausgangssignal, statisch oder dynamisch, Drehzahl, Linearitätsabweichung (Genauigkeit), Temperaturbereich, Ausgangssignal etc.). In unserem Anfrageformular werden die gängigsten Kenngrößen abgefragt. Je detaillierter Ihre Angaben sind, desto präziser wird unser Vorschlag für einen geeigneten Sensor.
Messbereich
Wählen Sie den Messbereich des Sensors etwa 20 % höher als die zu erwartende Maximalkraft, um eventuelle, auch kurzfristige, Überlast abzufangen. Bei der Auswertung der Daten muss berücksichtigt werden, dass bei Messungen im unteren Messbereich die Messabweichung größer ist. Die Linearitäts- bzw. Hystereseabweichung ist in % des max. Messwertes (Full Scale) angegeben.
Ausführungsvarianten (Beispielbilder)
Statische Sensoren (reaction torque)
OEM-Sensoren für hohe Stückzahlen
Rotierende Sensoren (rotating), Schleifringläufer
Rotierende Sensoren (rotating), induktive Technik
OEM Ausführungen für hohe Stückzahlen
Mechanischer Einbau
Es ist darauf zu achten, dass Überlast vermieden wird (Messbereich entsprechend 20 % höher wählen) und die Messwellen nicht unzulässig hoch mit Radial- und Axialkräften belastet werden. Dies kann zu falschen Messwerten und auch zur Zerstörung des Sensors führen.
Die Datenblätter enthalten hier entsprechende Angaben.
Beispiel:
Elektrischer Anschluss
Die von uns angebotenen Drehmomentsensoren sind wie folgt elektrisch ausgeführt:
–Statische Sensoren (reaction torque): Der Signalausgang ist unverstärkt (wie bei den Kraftsensoren) und beträgt max. ca. 20 mV. Die maximale Speisespannung können Sie aus dem jeweiligen Datenblatt entnehmen. Sie liegt typischerweise bei 7 – 10 V DC. Diese Speisung muss stabil und rauscharm sein, da die enthaltene Wheatstonebrücke die Schwankungen unmittelbar auf den Ausgang überträgt. Es muss ein entsprechender DMS Verstärker / AD-Wandler für den Signalausgang vorgesehen werden.
-Rotierende Sensoren: Es sind ebenfalls Modelle mit unverstärktem Signalausgang (TRS300-Serie) oder mit einem integrierten Verstärker verfügbar, der ein Ausgangssignal von +/- 5 V liefert (TRS600/700-Serie). Diese Sensoren werden mit (unregulierten) Spannungen im Bereich von 11 bis 26 V DC versorgt, benötigen somit nicht die hohe Qualität einer Spannungsversorgung für Aufnehmer ohne Verstärkung.
Weitere Informationen können Sie in unseren Blogartikeln erhalten:
> Auswahl eines DMS Verstärkers
> Abtastfrequenz, Abtastrate, Sampling Rate
> Datenerfassung von DMS Sensoren mit FUTEK Elektronik
Kalibrierung
Wir empfehlen, die Sensoren nach einem Jahr neu zu kalibrieren, damit eine kontinuierliche Qualität gewährleistet ist. Auch wenn Aufnehmer längere Zeit nicht genutzt werden, können sich dann in Einsatz Messabweichungen ergeben. Die von uns gelieferten FUTEK – Drehmomentsensoren werden standardmäßig unkalibriert geliefert.
Optional kann eine Werkskalibrierung oder eine Kalibrierung nach ISO17025 hinzubestellt werden.
Eine Werkskalibrierung unterliegt keinen besonderen Vorschriften. Nur das verwendete Kalibriernormal muss auf das jeweils Nationale Normal rückführbar sein. Die höherwertige Kalibrierung nach ISO17025 (in Deutschland DAkkS genannt) folgt strengen Vorschriften, was die Ausbildung der Mitarbeiter, die Ausstattung des Kalibrierlabors und die Durchführung der Kalibrierung betrifft.
Man kann also sagen, das diese Kalibrierung genauer ist. Sie enthält auch die entsprechende Gleichung zur Berechnung der Messunsicherheit und wird, im Gegensatz zur Werkskalibrierung, weltweit anerkannt.
Weitere Informationen zur Kalibrierung erhalten Sie >hier
Sensorüberprüfung
Die Funktionsüberprüfung eines unverstärkten DMS Sensors kann man mithilfe einer 9 V-Blockbatterie und eines guten Digitalmultimeters einfach selbst durchführen, indem man die Ein- und Ausgangswiderstände der Wheatstonebrücke sowie den Offset misst.
Nähere Informationen, sowie ein Video zur Vorgehensweise finden Sie auf unserer <Supportseite.