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Messtechnik in der Produktion

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Messwertgeber
in den Bereichen von 1-750NM


Allgemeine Beschreibung

Der Drehmoment-/Drehwinkelsensor ist ein aktiver Meßwertgeber mit kontaktloser Signalübertragung der Genauigkeitsklasse 0,3. Die Momentmessung erfolgt in DMS-Technik. Die Winkelmessung basiert auf einem optischen System. Die Winkelimpulse werden in 2 getrennten Kanälen mit einer Auflösung von 360 Impulsen pro Umdrehung und einem Phasenversatz von 90° erfaßt. Dadurch ist auch eine Auswertung der Drehrichtung möglich. Ringtransformatoren übertragen Energie und Signale zwischen dem feststehenden Teil und der elektronischen Schaltung auf der rotierenden Welle. Dieses Verfahren zeichnet sich aus durch hohe Beständigkeit gegenüber

  • Temperatur-
  • Toleranz-
  • Verschleiß- und
  • Alterungseinflüssen.

Potentiometer ermöglichen eventuelle Verstärkeranpassungen des Nullpunktes und der Empfindlichkeit. Der Drehmoment-Meßkreis enthält eine Testeinrichtung, die eine automatische Prüfung der Systemfunktion und der Genauigkeit ermöglicht. Durch ein externes Signal wird ein kalibrierter Nebenschlußwiderstand auf die DMS-Meßbrücke geschaltet. Die Betriebsspannung beträgt + l2Volt. Das analoge Drehmoment-Meßsignal steht je nach Drehrichtung mit 0 + 5 Volt und der Drehwinkel mit TTL- Rechteckimpulsen zur Weiterverarbeitung zur Verfügung.

Funktionsbeschreibung

Momentmessung

Auf der rotierenden Welle sind Dehnmeßstreifen in Vollbrückenschaltung zum Abgriff der elastischen Verformung infolge der Torsion appliziert. Die Elektronik auf der Torsionswelle wird mit einer Gleichspannung versorgt, die aus einer induzierten Rechteckwechselspannung höherer Frequenz gewonnen wird. Die Signale der DMS-Brückenschaltung werden zunächst mit einem Differenzverstärker angehoben. Ein Spannungs~Frequenz-Wandler setzt die Meßspannung in ein proportionales Frequenzsignal um. Dieses Signal wird induktiv über einen weiteren Ringtransformator auf das feststehende Geberteil übertragen. Ein Umsetzer wandelt aus der Frequenz die analoge Meßspannung zurück, die an der Ausgangsstufe - je nach Momenteinwirkung - mit ±5Volt zur Weiterverarbeitung zur Verfügung steht. Ein genauer Abgleich des Nullpunktes und der Empfindlichkeit kann an Potentiometern vorgenommen werden, die im Elektronikgehäuse zugänglich sind. Eine automatische Funktionsprüfung erlaubt die statische und dynamische Kontrolle des gesamten Drehmoment- Meßkreises. Ein externes Signal schaltet über eine Kalibriereinrichtung, einen Nebenschlußwiderstand auf die DMS-Meßbrücke. Durch Kalibrierung des Nebenschlußwiderstandes auf den Meßbereichs-Nennwert und die Aktivierung des Kanales springt die Ausgangsspannung exakt auf 5 Volt.

Drehwinkel

Zur Winkelmessung befindet sich auf der rotierenden Welle eine Sektorenscheibe mit 360 Teilstrichen. Auf einer feststehenden 2. Scheibe sind zwei - um eine viertel Teilereinheit versetzte - Strichfelder graviert. In Höhe dieser Felder sind zwei voneinander unabhängige Lichtschranken angeordnet, die die Hell-/Dunkelzustände erfassen. Die beiden Lichtschranken geben Impulsfolgen ab, die um 900 phasenversetzt sind. Dadurch ist eine Erkennung der Drehrichtung möglich. Als Sender sind Leucht-Dioden geschaltet, die von einer Stromquelle versorgt werden. Als Empfänger dienen Fototransistoren. Sie sind je Kanal so eingestellt, daß am Ausgang Signale mit einem Puls-Pausen-Verhältnis von 1:1 anstehen.

Technische Daten Meßwertgeber Baureihe 01 / 1 / 2 / 3
   
Versorgungsspannung ± 12V ±10% oder 11-27V geg. 0V
Stromaufnahme ca. + 150 mA; - 10 mA
Momentsignal Ausgang 0 ... ± 5 V
Nichtliniearität des Momentsignals% vom Endwert besser 0,3
Kalibriersignal Eingang AUS < 2V; EIN 5 ... 12 V, Ri = 5 k*
Kalibriersignal M.-Ausgang + 5V für Nennmoment
Mechanische Sicherheit 100 % Überlast, ca. 250% Bruchlast
Drehwinkel - Anzahl der Spuren 2; Spur 1/ Spur 2= 90ºversetzt
Drehwinkel - Ausgang Versorgungsspannung, Rechteck
Drehwinkel - Auflösung 360 Impulse pro Umdrehung
Betriebs - Temperaturbereich + 5º C ... + 45º C
max. Drehzahl 2000 U/min
Schutzart IP 54
Gewicht 0,47 kg, 0,9kg, 1,5kg, 2,4kg
   
Meßbereiche, Baureihe 01 1 Nm, 3 Nm , 6 Nm, 12 Nm
Meßbereiche, Baureihe 1 12Nm, 35Nm, 60 Nm
Meßbereiche, Baureihe 2 95Nm, 160Nm, 200Nm
Meßbereiche, Baureihe 3 250Nm, 500Nm, 750Nm


 

 

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