26. Juli 2020 FUTEK LSB205

LSB205 – Miniatur Kraftsensor mit integriertem Temperaturfühler und TEDS

Mit dem LSB205 bietet FUTEK einen Miniatur-Kraftsensor in S-Beam-Ausführung und piezoresistiver DMS-Metallfolientechnik an, der zudem über einen integrierten PT1000 Temperatursensor und ein TEDS-Modul verfügt.

Warum beeinhaltet der Kraftsensor noch einen Temperaturfühler? Sicherlich ist es in einigen Anwendungen sinnvoll, auch die Temperatur zur erfassen, denn thermische Probleme sind oft der Grund für Messabweichungen oder auch für Ausfall von Komponenten. Dies lässt sich natürlich auch durch externe Temperatursensoren messen. Wesentlich wichtiger ist jedoch der Einfluss der Temperatur auf das Ausgangssignal des Sensors. Neben den allgemeinen Abweichungen, bedingt durch z.B. Nichtlinearität, Hysterese, Wiederholbarkeit, hat auch die Temperatur Einfluss auf die Kenngrößen. Hieraus resultieren der thermische Offset und die thermische Sensitivitätsdrift (TSS). Im sogenannten kompensierten Temperaturbereich werden die bei verschiedenen Temperaturen zu erwartenden Werte im Datenblatt angegeben:

Beispiel für Termperaturoffset und -Drift im kompensierten Temperaturbereich

In diesem Beispiel beträgt die thermische Sensitivitätsdrift +/- 0,009% der gemessenen Kraft je °C, also bei einem Sensor mit einer Last von 100N und 30°C Umgebungstemperatur ca. +/- 0,27 N.

Es wäre also von Vorteil, bei wechselnden Umgebungstemperaturen diese erfassen und in der Auswertung des Sensorsignal die jeweilige Abweichung herauszurechnen.
Dies ist der Hauptgrund für die Implementierung des Temperaturfühlers (ein RTD-Resistance Temperatur Dector) in den Sensor. Es wurde ein PT1000 gewählt, da dieser im Gegensatz zum PT100 eine geringere Stromaufnahme für die Messung hat und somit eine zusätzliche Wärmequelle durch den Fühler reduziert wird.
Die Temperaturmessung über ein Widerstandsthermometer (RTD) erfordert einige Vorraussetzungen an das Messgerät/Messdatenerfassung, die Zuleitungen etc, da auch durch damit verursachte Spannungsabfälle während der Messung Abweichungen hervorrufen.

Ideal wäre es, wenn der Sensor + Fühler an ein entsprechendes DAQ (Data Aquisition System) angeschlossen wird, das für diese Messung entsprechend konfiguriert werden kann.

Hier das Anschlussschema des LSB200 (Steckeranschluss):

LSB205-Anschlussbelegung

Weiterhin enthält der LSB205 von FUTEK auch ein TEDS-Modul, was zum Beispiel die Arbeit bei der Einbindung in die DAQ oder die Verwaltung bei größeren Sensorbeständen sehr erleichtert. Im Modul sind u.a. die Seriennummer (nicht veränderbar) und die Kalibrierdaten gespeichert, die dann für den Messeinsatz einfach ausgelesen werden können, anstatt sie manuell über das Kalibrierzeugnus jedes mal zu erfassen.

Weitere Informationen über den LSB205, sowie das Datenblatt finden Sie >hier.