Körperschallsensor BKS 03

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1 Industrielle Meß- und Prüftechnik Körperschallsensor BKS 03 Juli 2006 Neustadt 12, Göttingen, Telefon: +(49) 551/ , Fax: +(49) 551/

2 Grundlagen der Konstruktion Der BKS03 verwendet den MMF Ladungs-Sensor KS91D mit einer Empfindlichkeit von 2.4 pc/g. Ein ICP- Sensor von MMF KS91E mit mv/g steht ebenfalls zur Verfügung. Alternativ kann der B&K Sensor 4393 verwendet werden. Dieser hat eine Empfindlichkeit von 3.1 pc/g. Die Sensoren sind mit einem Gewicht von 1,7 g sehr leicht und haben einen oberen Frequenzbereich von 16.5 khz. Der Sensor wird auf einem superweichen Silikonball montiert und kontaktiert den Prüfling mit der Oberseite seines Gehäuses. Zur Vermeidung von Erdungsschleifen ist auf der Oberseite ein Stahlplättchen elektrisch isoliert aufgebracht. Durch das geringe Gewicht, die vergleichsweise große Auflage und die dämpfende Eigenschaft des Gummiballs ist die Kontaktresonanz zum Prüfling stark reduziert. Die beiden Abbildungen zeigen Übertragungsfunktionen des BKS03 im Vergleich zu einem fest aufgeklebten Sensor B&K 4384 auf einem Getriebe. Bei Abbildung A wurde der Sensor direkt auf den Referenzsensor aufgedrückt, bei Abbildung B in ca. 2 cm Abstand auf das Getriebe. Abbildung A zeigt den linearen Frequenzgang bei gleicher Anregung. In Abb. B geht notwendigerweise die Übertragungsfunktion zwischen zwei Punkten auf der Getriebeoberfläche ein. Auch hier ist keine typische Kontaktresonanz zu erkennen. dbg TrnsFnc Abb. A. Übertragungsfunktion zu Referenzsensor. BKS03 auf den Referenzsensor aufgedrückt. Resonanzfreie Übertragung. TrnsFnc k Hz dbg Abb. B. Übertragungsfunktion zu Referenzsensor. BKS03 in der Nähe Des Referenzsensors auf das Getriebegehäuse aufgedrückt. Übertragungsfunktion zwischen den Punkten der Gehäuseoberfläche wird sichtbar. Keine typischen Kontaktresonanzen k Hz

3 Technische Zeichnung BKS03 56,78 99,51 Sensor KS91D oder E Ø34,00 M6 M3 M27x1,5 DIS COM Tel=0551/ Fax=0551/ gez.:j. Lorenz Körperschallsensor BKS03 MATERIAL: MASSTAB 1: Aluminium/Silikon ZEICHN.NR BLATT 1 von 1

4 Technische Daten BKS03 Empfindlichkeit: KS91D ~ 2.4 pc/g KS91E ~ mv/g B&K4393 ~ 3.1 pc/g Oberer Frequenzbereich: bis ca. 8 khz Weitgehende Resonanzfreiheit durch geringes Gewicht von 1,7 g und Dämpfung durch Silikonball. Gleicht Oberflächenrauheit durch flexible Silikonführung aus. An Rotas-Systeme anschließbar: KS91E direkt mit ICP- Versorgung KS91D mit Ladungsverstärkern z.b.: PCB422E- Reihe Anzugs- Drehmoment des Sensors: min. 0,3 Nm max. 1 Nm Axiale Belastung des Silikonballs in Zugrichtung: 15 N Vorspannung des Sensors am Prüfling: min. 1,5 mm max. 3mm Entspricht einer Anpresskraft von 7,5-15 N Min 1,50mm 7,5 N Max 3,00mm 15 N

5 KS91D Subminiatur-Ladungsaufnehmer elektrisch isolierte ringförmiger Messfläche aus Edelstahl, zum Antasten des Messobjekts Einheit Bemerkung Sensorsystem liegt direkt gegenüber der Messfläche - für optimalen Frequenzgang Piezosystem Scherprinzip Spannungsübertragungsfaktor B ua 2,7 ± % pc/g Messbereich a+ / a- ± 4000 g Bruchbeschleunigung a max 8000 g übernommen Resonanzfrequenz f r > 50 khz Querrichtungsfaktor Γ 90max < 5 % Keramikkapazität C i 200 pf Ausgang Ladungsausgang Isolationswiderstand R iso > 1 GΩ Verhalten gegenüber Umgebungseinflüssen Arbeitstemperaturbereich T min /T max -20 / 120 C Temperaturkoeffizient TK(B ua ) T< 23 C +0,06 %/K Temperatursprungempfindlich keit T> 23 C +0, %/K b at - ms -2 /K Magnetfeldempfindlichkeit b ab - ms -2 /T Mechanische Daten Abmessungen / h / b 7,8 / 11 / 11,6 Masse ohne Kabel m 1,8 g Kabelanschluss radial Befestigung am Messkopf Kleben / Antasten elektrischer Anschluß am Boden M3 Subminiatur M3 Gehäusematerial Sensor/Messkopf Aluminium eloxiert / Edelstahl Schutzgrad/Isolation Messkopf elektrisch isoliert

6 3,00% TK des Übertragungsfaktors KS91D 2,00% 1,00% 0,00% Fehler /% -1,00% -2,00% y = -7,15E-06x 2 + 1,14E-03x - 2,25E-02-3,00% -4,00% -5,00% -6,00% T/ C Abbildung 1 Temperaturverhalten KS91E / db x 1 1x 2 1x 3 1x 4 1x 5 % x 1 1x 2 1x 3 1x 4 1x 5 Abbildung 2 Frequenzgang KS91D / Ankopplung an Messfläche mit Sekundenkleber

7 KS91E (Vers. 09/12) ICP -Subminiaturaufnehmer mit ringförmiger Tastfläche geringer TK(B ua) geringes Rauschen Isolierte Tastfläche aus Edelstahl geringes Rauschen gerninger TK ab 0,3 Hz 4% 2% 0% -2% B ua (T) 00 µg 0 Noise ICP -Subminiature accelerometer with ring-shaped probe Low TK(B ua) Low noise level Insulated probe made of stainless steel -4% C 1 0,1 1 0 Hz % Bua(f) , Hz Arbeitstemperaturbereich T min/t max -30 / 120 C Piezosystem Piezo design Scherprinzip Shear design Spannungsübertragungsfaktor Voltage sensitivity B ua ± % mv/g Linearer Frequenzgang (am Messkopf) Linear frequency range (on the probe) 3dB % 5% 0, , , Resonanzfrequenz Resonant frequency f r > 50 (+25dB) khz Messbereich Range a+ / a- ±600 g (pk) Bruchbeschleunigung Destruction limit a max 8000 g (pk) Querrichtungsfaktor Transverse sensitivity G 90max < 5 % Keramikkapazität Ceramic Capacitance C i 200 pf Ausgang Output ICP -kompatibel ICP compatible Konstantstromversorgung Constant current supply I CONST ma Arbeitspunktspannung Output bias voltage - Tmax Nichtlinearität Total harmonic distortions +/a - 2 % Ausgangsimpedanz Output resistance r < 60 Untere Grenzfrequenz Low cut-off frequency f ug -3dB 0,3 Hz Störgrößen Environmental characteristics Eigenrauschen Residual noise a n_rms (0,5.. 20k) Hz < 3 mg Temperaturkoeffizient der Empfindlichkeit Temperature coefficient of sensitivity a n C ,07 0,05 0,02 Hz V % µg/ Hz Temperatursprungempfindlichkeit b at 2 ms -2 /K Temperature transient sensitivity Magnetfeldempfindlichkeit Magnetic field sensitivity b ab 4,5 ms -2 /T Mechanische Daten Mechanical data Abmessungen Dimensions / h 7,8 / 11 / 11,6 mm Masse ohne Kabel Weight without cable m 1,6 g Gehäusematerial Case material Aluminium / Edelstahl Stainless steel Kabelanschluss Cable connection radial Kontaktbuchse Socket Subminiatur M3 Subminiature M3 Befestigung Mounting Schutzgrad / Isolation Protection grade / Insulation Messkopf probe Boden base Anschlusszubehör Connection Accessories 054 / 013 / 013T / 017 / /x adhesive / antasten M3 touch - / Isolierter Messkopf insulated probe Befestigungszubehör Mounting Accessories 002 / ( 021 / 6 / 129 / 8 / 130 ) Passende Messgeräte Suitable Electronics M28 / M32 / M68 / M208 / M12 / M302 / M312 Bestellinformation Ordering Information KS91E: Aufnehmer mit B ua±% Sensor with B ua±% %/K Metra Meß- und Frequenztechnik in Radebeul e.k. Ausgabe / Edition: 09/12 Meißner Str. 58 D Radebeul Tel. +49-(0) P.O.Box D Radebeul Fax: +49-(0) Internet: Info@MMF.de

8 Industrielle Meß- und Prüftechnik Ersatzteile für Messsysteme ohne ICP Spannung 24V: Messsystem ohne ICP 24V Netzteil 24V ART Konstatstromquelle 24V / 4,5mA ART Ladungs- Sensor MMF KS91D 2,5pC/g ART-021 BKS03 FE ART Power D I S C O M Constant Currant 24V / 4,5mA SN: Sensor Signal Madenschr. M3x6 ART-004 Ladungskabel 1,5m ART * Ladungsverstärker PCB 422E51/52/53 Kabel BNC RG 58 x?m Ersatzteile für Messsysteme mit ICP Spannung 24V und Ladungssensor: Ladungssensor MMF KS91D 2,5pC/g ART-021 Madenschr. M3x6 ART-004 Ladungskabel1,5m ART BKS03 FE ART * Ladungsverstärker PCB 422E51/52/53 Kabel BNC RG 58 x?m * Ladungsverstärker: PCB 422E51, 0mV/pC, 5Vpeak, ART PCB422E52, mv/pc, 5Vpeak, ART PCB 422E53, 1mV/pC, 5Vpeak, ART Discom PC mit ICP 24V Ersatzteile für Messsysteme mit ICP Spannung 24V und ICP Sensor: ICP Sensor MMF KS91E mv/g ART Madenschr. M3x6 ART-004 BKS03 FE ART Kabel BNC RG 58 x?m * Ladungsverstärker: PCB 422E51, 0mV/pC, 5Vpeak, ART PCB422E52, mv/pc, 5Vpeak, ART PCB 422E53, 1mV/pC, 5Vpeak, ART Discom PC mit ICP 24V BNC- Adapter ART-043 Ladungskabel 1,5m ART Adapter UNF -32/BNC ART Ersatzteile Spezialanfertigung Bosch: Isolierter Ring ICP Sensor B&K mV/g ART Kabel 3m M3/BNC B&K AO-0641D030 ART Maulschlüssel: 7mm, ART Zubehör alle Systeme: Kontermutter M27x1,5 DIN EN ART Maulschlüssel: 5,5mm, ART mm, ART D ISCC OM Industrielle Meß- und Prüftechnik Entwurf: Tel=+49/551/ Fax=+49/551/ Göttingen Germany J. Lorenz Projekt: BKS03 Systeme Rev.1 Alle projekte ZEICHN.NR.: Datum: Blatt: 1 von 1