Meßtechnik am Kraftfahrzeug, mobil und stationär

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1 Meßtechnik am Kraftfahrzeug, mobil und stationär Grundlagen - Ausgewählte Kapitel der angewandten Meßtechnik Meßdatenverarbeitung - Betriebserfahrungen Dr.-Ing. Reinhard Drews Dipl.-Ing. Harald Abendroth Dipl.-Ing. Bodo Ahrens Dipl.-Ing. Gerd-Eckhard Boßmann Dr.-Ing. Ernst Broermann Dr. rer. nat. Klaus-Dieter Durst Dipl.-Ing. Wolfgang Hübner Dipl.-Ing. Peter Krehan Dipl.-Ing. Ralf Langhorst Prof. Dipl.-Phys. Edmund Schießle Mit 204 Bildern und 68 Literaturstellen Kontakt & Studium Band 344 Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. Wilfried J. Bartz Technische Akademie Esslingen Weiterbildungszentrum DI Elmar Wippler expert vertag experttypl verlag

2 Inhaltsverzeichnis Herausgeber-Vorwort Autoren-Vorwort 1 Bedeutung der Meßtechnik für die Fahrwerkentwicklung 1 R. Drews 1.1 Einleitung Systematik der Meßtechnik Entwicklung von Meßverfahren Meßeinrichtung zur Erfassung des Schwimmwinkels Simultane Erfassung von Seitenkraft und Schräglaufwinkel Simultane Erfassung von Spur- und Sturzwinkel des Rades im Fahrbetrieb Meßeinrichtungen zur Bestimmung der radialen und lateralen Reifenverformung Meßeinrichtung zur Bestimmung von Windgeschwindigkeit und Anströmwinkel Meßdatenerfassung und-auswertung Rechnerstrategie für stationäre und mobile Meßeinrichtungen Fahrzeugrechner PORTAX Mikroprozessor-System für Bremsenuntersuchungen 19 2 Meßgütesicherung und Meßtechnik- Systematik im Hause Porsche 21 K.-D. Durst/W.-D. Pölsler Kurzfassung Einführung Entwicklungsoptimierung durch richtiges" Messen Fehlerquellen von Meßketten Porsche Meßsystematik Kalibrier-Technologie 37

3 2.5.1 Begriffserlauterung Warum ist Kalibrieren wichtig? Aufgaben der Porsche-Kalibriertechnik Kalibrier-Verfahren Anforderungen an ein Kalibrierlabor 2.6 Porsche-Kalibriereinrichtungen Übersicht Beispiel 1: Weg-Kalibriereinrichtung Beispiel 2: Kraft-Kalibriereinrichtung Beispiel 3: Beschleunigungs-Kalibriereinrichtung Beispiel 4: Druck-Kalibriereinrichtung 2.7 Fehlerkompensation und Störgrößenkorrektur Zufällige Fehler Systematische Fehler Korrektur-Maßnahmen Beispiel: Absolutdruckaufnehmer 3 Aspekte der Achsvermessung E. Broermann 3.1 Einleitung 3.2 Definition der Achskenngrößen Definition der Vorspur Definition des Sturzes Definition der Lenkachse 3.3 Prüfung der Achsgeometrie Messung der Vorspur Meßgeräte ohne festes Bezugssystem Meßgeräte mit äußerem Bezugssystem Meßgeräte mit innerem Bezugssystem Messung des Sturzes Messung der Lenkachse Messung des Nachlaufwinkels Messung der Spreizung 3.4 Spur- und Sturzmessung im Fahrbetrieb 4 Berührungslose Abstandsmessung E. Schießle 4.1 Optische Abstandsmeßsysteme Physikalische Grundlagen Anwendung des Sensors 4.2 Ultraschall-Abstandsmeßsysteme Physikalische Grundlagen

4 4.2.2 Anwendung des Sensors Abstandsmessung mit Magnetfeldsensoren Physikalische Grundlagen Anwendung und Aufbau des Sensors Optische Meßtechnik 112 H. Abendroth/Lu Boxiang 5.1 Einleitung Themenübersicht Meßtechnik als Werkzeug zur Problemlösung Technische Basis der optischen Meßtechnik" Das Licht als Meßgröße Kleine Laserkunde Optische Meßsysteme Videomeßsystem Optisches Abstandslängenmeßsystem Laser-Doppler-Meßsysteme Berührungslose Temperaturmessung Holografische Interferometrie Moire-Meßtechnik Vermessung rotierender Objekte Derotator Ausblick Reifenrollwiderstandsmesung auf der Straße 146 P. Krehan Rollwiderstandsanteil Rollwiderstand messen aber wie? Meßprinzip Test Fahrzeug Meßanlage Meßdose Versuche Radhausverkleidung Prüfstandsergebnisse Temperatureinfluß Meßablauf Fabrikatsvergleich Größenvergleich Straßenoberfläche Kraftstoffersparnis Zusammenfassung

5 7. Bestimmung von Fahrzeugbewegungen mit Kreiselsystemen 164 W. Hübner 7.1. Vorwort zu den Kreiselprinzipien Mechanisches Kreiselprinzip Der drehmomentfreie Kreisel Wendekreisel Wendekreisel mit weicher Fesselung (Iow-cost-gyro) Wendekreisel im Torquer-Rückführprinzip Dynamisch abgestimmter Kreisel (dry tuned gyro, DTG) Stabilisierte Plattform mit Lotkreisel (freier Kreisel) Die stabilisierte Plattform К 212-2b der Fa. Novotechnik Die stabilisierte Plattform FEP-29 der Fa. RMS Strap-Down-Plattform mit dynamisch abgestimmten Kreiseln, 43 BMSD0202 der Fa. Sägern Beschleunigungsaufnehmer fest im Fahrzeug eingebaut Optische Kreiselsysteme Sagnac-Effekt Faserkreisel (fiber optic gyro, FOG) Ring Laser Kreisel (ring laser gyro, RLG) und passiver Ringresonator (PARR) Nichtkonventionelle Kreiselprinzipien Gasströmungssensor Flüssigkeitskreisel Prinzip des schwingenden Zylinders Zusammenfassende Bemerkung zur Stellung der Kreiseltechnik in der Fahrwerkuntersuchung Kräfte und Momente am Rad und ihre Messung 210 B. Ahrens/W.-D. Hahn 8.1 Notwendigkeit von Messungen am Rad Entwicklung der Meßtechnik Meßnaben mit Dehnungsmeßstreifen Kräfte und Momente am Rad Anordnung von Meßstegen Verschaltung der Dehnungsmeßstreifen Meßnaben mit feststehendem Meßsystem Meßnaben mit rotierendem Meßsystem 220

6 8.4 Meßnaben mit Piezo-Quarzelementen Physikalische Grundlagen der Piezo Meßtechnik Meßkette und Ladungsverstärker Verschaltung von vier 3-Komponenten- Kraftaufnehmern zu einem Dynamometer Meßnaben mit feststehendem Meßsystem Meßnaben mit rotierendem Meßsystem Konstruktiver Aufbau und Meßsignalverarbeitung Einsatzbereich der beiden Meßsysteme Zusammenfassung 251 Meßdatenerfassungssystem 252 G.-E. Boßmann Zusammenfassung Einleitung Aufbau des Meßdatenakquisitions- und Speichersystems MEDAKS MEDAKS-Hardware MEDAKS-Software Aufbau des Fahrzeugrechners FARES-AT FARES-Hardware FARES-Software Einsatzbeispiele Schlußbetrachtung Danksagung Digitale Meßdatenerfassung in der ABS/ASR-Entwicklung Ralf Langhorst Zusammenfassung Einführung Erwartungen an ein rechnergestütztes mobiles Meßsystem Anforderungen an das Meßsystem Technische Anforderungen Bedienungskomfort Randbedingungen Die Realisierung Meßtechnik-Hardware Meßtechnik-Software Anwendung des Meßsystems

7 Vorbereitung und Durchführung einer Messung Auswertung der Ergebnisse Akzeptanz des Systems und Ausblick 292 Literaturverzeichnis 294 Sachregister 298 Autorenverzeichnis 300