Messen kleiner Größen

Transkript

1 Messen klener Größen Negungssensoren Elektronsche Negungssensoren Flüssgketsssteme Pendelssteme Sesmsche Ssteme btstung ener Gsblse btstung ener Flüssgkets -oberfläche Vertklpendel Horzontl -pendel Beschleungungsmesser; Prnzp: usschlgmethode Beschleungungsmesser; Prnzp: Seromethode Horzontlpendel Messprnzp: usschlgmethode Horzontlpendel Messprnzp: Seromethode De chrkterstschen Bestndtele enes elektronschen Negungsmessers snd der Lotsensor und ds bgrffsstem Nch der rt des Lotsensors unterschedet mn zwschen Flüssgketssstemen, Pendelsstemen und sesmschen Sstemen bgrffssteme rbeten entweder nch der usschlgmethode (zb Zegeroltmeter oder nch der Kompenstonsmethode (zb Blkenwge, uch Rückführungs- oder Seromessprnzp gennnt Be letzterem wrd durch Zuführung on Kompenstonsenerge der Lotsensor n de Nullge zurückgeführt De dfür notwendge Energe bzw ene energeproportonle phsklsche Größe wrd gemessen und st en Mß für de Negung De Rückführung erfolgt elektromgnetsch oder elektrosttsch Serosensoren zechnen sch durch größere Meßbereche, bessere Lnertät und en günstgeres Sgnl- /Ruscherhältns gegenüber ufnehmern us, de nch dem usschlgserfhren rbeten Drüber hnus snd Seronegungsmesser n der Regel besser geegnet für nwendungen n höheren Frequenzberechen nderersets snd dese ufnehmer wet ufwendger n der Fertgung und dmt teurer MkG_9 Hgemnn

2 Messen klener Größen Vertklpendelnegungsmesser Be Vertklpendelsstemen st zu unterscheden zwschen ufnehmern mt Strrkörperpendeln und solchen, deren Lotsensoren us fden- bzw bndufgehängten Pendeln bestehen Be Strrkörperpendeln wrd de Pendelmsse über enen Stb n enem Präzsonskugellger befestgt (zb HOTTINGER NM oder über en kurzes Blttfederstück mt dem Gehäuse erbunden (NIVELTRONIC Enfdenpendel ermöglchen ene ble Negungsmessung, ndem de Lge des Lotfdens zum Gehäuse uf zb opto-elektronsch detektert wrd (PTB-Negungsmesser De Verwendung mehrerer ufhängebänder ht zum Zel, Bewegungen des Pendelkörpers orzugswese nur n der Meßchse zuzulssen (monol messender Negungsufnehmer So st de Pendelmsse des m Mschnenbu wet erbreteten Negungsmessers TLYVEL n fünf Bändern ufgehängt De TLYVEL zechnet sch durch ene hohe uflösung (<,", gernge Temperturempfndlchket und große Lngzetstbltät us Zudem knn be der TLYVEL de mechnsche Dämpfung erändert werden De Dämpfungsenstellung erfolgt durch Verändern des bstndes zwschen Lotkörper und Dämpfungspltte (s bbldung, zwschen denen sch en Slkonöltropfen befndet Be den Negungsmessern der Frm MIHK snd de Pendelkörper n Sthlsten ufgehängt Elektromgnetsch werden de Messsten kontnuerlch ngeregt Ene Negungsänderung ruft ene Postonsänderung der Pendelmsse und dmt ene Dehnungsänderung der Schwngste heror De ddurch beenflusste Egenschwngfrequenz der Ste wrd über en elektromgnetsches Sstem erfsst Der große Vortel deses ufnehmertps legt drn, dss ds Messsgnl us ener Schwngfrequenz besteht und on dher über große Kbelwege ohne jeglche Beenflussungen übertrgen werden knn MIHK-Negungsmesser werden nsbesondere für sttsche Messufgben n der Tlsperrenmesstechnk und m Grundbu engesetzt MkG_9 Hgemnn

3 Messen klener Größen Tlel - Pendelbugruppe - Grundpltte Grundplttenkorpus Bänder Messchse ndukter Quernkergeber ferromgnetsche Pltte Dämpfungspltte MkG_9 Dämpfungstropfen Hgemnn Pendelkörper

4 Messen klener Größen Lec-NIVEL optoelektronscher Negungssensor (-chsg Ds Negungsmesssstem NIVEL (s bbldung on Lec nutzt enen Flüssgketshorzont ls Lotsensor und st mt enem optoelektronschen bgrffsstem usgestttet En zlndrscher Glsbehälter st telwese mt Slkonöl gefüllt Der Lchtpunkt ener Leuchtdode wrd n der Untersete der Flüssgket totl reflektert und uf enem postonsempfndlchen Photodetektor bgebldet Der flächenhfte Sensor ermöglcht ene ble Negungsmessung Der Messberech beträgt 5,', de uflösung " Der Sensor st sowohl mt nlogem Spnnungs- ls uch mt dgtlem Sgnlusgng (RS, RS 85 erhältlch Erschütterungen führen zu Schwngungen der Flüssgket und m Etremfll dzu, dss kene Messwerte gebldet werden können Nel - horzontl Nel - n - und -Rchtung genegt MkG_9 Hgemnn

5 Messen klener Größen Horzontlpendel-Negungungssensoren Der Lotsensor enes Horzontlpendelsstems besteht us enem n ener ertklen Drehchse ezentrsch befestgten Pddel Ds Pddel dreht sch be Verlgerung der chse us der Lotrechten n de Negungsrchtung us der Lge des Pddels zum ufnehmergehäuse knn der Negungswnkel bgeletet werden De Negungssensoren der Frm SCHEVITZ enthlten Serossteme De Poston des Pddels wrd herbe ständg on enem bstndssensor erfsst En Seroerstärker lefert n bhänggket om bstndssgnl enen Strom, mt dem en konzentrsch ngeordneter Drehmomentmotor gespest wrd, welcher ds Pddel kontnuerlch n de Nulllge zurückführt Über enen engebuten Messwderstnd wrd us den Drehmomentenstrom ene usgngssgnlspnnung bgeletet Bedngt durch de ntegrerte Elektronk, muss be Negungsmessern deses Tps mt ener höherer Temperturdrft gerechnet werden Schetz Negungssensor - Prnzpskzze Seroerstärker Engngsspnnung Drehmomentmotor Sensorelektronk bstndssensor Pddel usgngsspnnung Elektronsche Dämpfung Messchse MkG_9 Hgemnn

6 Messen klener Größen Sesmsche Ssteme Sesmsche Ssteme werden orrngg für Beschleungungsmessungen engesetzt Ds Messsgnl setzt sch zusmmen us enem dnmschen und enem konstnten, sttschen ntel Letzterer st ene Funkton der Erdbeschleungung und der Negung des Sensors: g sn ( ϕ ϕ rcsn( / g : n Rchtung der Messchse wrkende Erdbeschleungung, g : Erdbeschleungung, ϕ: Negung der Messchse zur Horzontlen Sofern kene Beschleungungsänderungen uf den Sensor enwrken oder dese durch entsprechende Dämpfung bzw Flterung unterdrückt werden können, lssen sch Beschleungungssensoren gemäß obger Bezehung für Negungsmessungen erwenden Dese Sensoren enthlten n der Regel recht klene Mssekörper, de n elfältger rt und Wese über relt stefe federnde Elemente n ds ufnehmergehäuse gefesselt snd De Bewegungen der Msse gegenüber dem Gehäuse werden elektronsch erfsst und snd je nch uslegung n bestmmten Grenzen proportonl zu den on ußen uf den ufnehmer enwrkenden Beschleungungskräften Q-Fle-Beschleungungssensor Sesmsche Msse mt Rückstellspule Sensorgehäuse Sgnlmsse Messsgnl -Prnzpskzze- Stromersorgung 5 V - 5 V Msse Permnentmgnet bgrff Messchse MkG_9 Elstscher Träger us Qurz Hgemnn

7 Messen klener Größen Q-FLEX Beschleungungs-/Negungssensor Der Q-FLEX-Beschleungungssensor rbetet nch dem Seroprnzp De Poston der sesmschen Msse wrd on enem kpzten bgrffsstem erfsst De zlndrsche Msse st mt ener Ltze umwckelt und befndet sch m Krftfeld zweer Rngmgnete Über ene ntegrerte Regelungselektronk wrd de Spule mt Strom beufschlgt und dmt de sesmsche Msse n de Nullposton zurückgeführt En Messwderstnd m usgng der Schltung dent dzu, ene stromproportonle usgngsspnnung zu erzeugen Der Messberech beträgt /- 9, entsprechend /- g, de uflösung," De Lngzetstbltät legt m Berech on "/Mont Honewell Q-Fle Q-5 Beschleungungssensor MkG_9 Hgemnn

8 MkG_9 Messen klener Größen Hgemnn Mt Negungssensoren lssen sch recht enfch Begelnen on schlnken Buwerken und Butelen (Türme, Schornstene, Trgblken, etc berechnen Mt den über ds Messobjekt ertelten Negungsufnehmern werden zwschen zwe Belstungszuständen zu den Zetpunkten t und t de Negungsänderungen gemessen Dese Negungsdfferenzen korresponderen mt der bletung ener Begelne, de llgemen ls Polnom n-ter Ordnung formulert werden knn Mn berechnet herzu nch der Methode der klensten Qudrte de Koeffzenten bs n der bletung (Tngens on und setzt dese n de usglechsglechung ( en En prlleler Verstz des Messobjekt n der -Ebene st llerdngs mt Negungsmessungen ncht rekonstruerbr Berechnung ener Begelne us Negungsmessungen l ( ( ( ( tn tn tn tn l Messwerte ( Begelne Grdes ( bletung ( Verbesserungsglechungen ' tn( t t P P P P ( l T T

9 MkG_9 Messen klener Größen Hgemnn Verformungen flächenhfter Objekte können ebenflls durch Negungsmessungen erfsst und n Form on polnomen Flächenfunktonen berechnet und drgestellt werden Dzu muss ds Flächenpolnom z f(, getrennt nch und dfferenzert werden De nwendung deses Verfhrens setzt orus, dss de Messfläche sch dfferenzerbr erformt Berechnung enes Flächenpolnoms us Negungsmessungen 5 z l 5 tn( tn( tn( tn( tn( tn( n n n n n n n n l Messwerte Brte Polnomfläche Grdes 5 ' ' tn( tn( d dz z d dz z ( l T T z t t