Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kraft und Weg dynamisch und präzise messen

10.05.2010
Der Technologietransfer der PTB präsentiert sich auf der Sensor+Test 2010 mit einem neuartigen dynamischen Kraft-Weg-Sensor sowie Nano- und Mikrokraftsensoren

Ob im Bereich Schwingungstechnik oder im Maschinenbau: Die Messung von Kräften und Momenten ist Grundlage zahlreicher Anwendungen in Industrie und Forschung, wie zum Beispiel der Materialprüfung. Ein Problem dabei ist bisher die dynamische Kalibrierung von Prüfeinrichtungen, wie etwa Werkstoffprüfmaschinen.

Die Messgrößen Kraft und Weg werden häufig nur in statischer Form, einzeln und nacheinander kalibriert. Das ist nicht nur zeitaufwendig, sondern kann zu einer großen Messunsicherheit bei einer dynamischen Prüfung führen. Das Gesamtverhalten von Materialprobe und Prüfmaschine, die sich durch den Belastungsvorgang ebenfalls minimal verformt, bleibt dabei unberücksichtigt.

Deshalb kamen Rolf Kumme und André Buß von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) auf die Idee, ein neuartiges Transfernormal zu entwickeln. Es kann Kraft und Weg gemeinsam und dynamisch messen. Der dynamische Kraft-Weg-Sensor kann somit für eine dynamische und anwendungsnahe In-situ-Kalibrierung eingesetzt werden. Die Ergebnisse sind rückführbar und präziser als bisher.

Eine wichtige Voraussetzung für die dynamische Kalibrierung von Werkstoffprüfmaschinen ist, dass die Steifigkeit des Sensors an den jeweiligen Prüfling angepasst werden kann. Deshalb ist der Kraft-Weg-Sensor modular aus einem Federelement, Sensoren und Einspanneinheiten aufgebaut. Entsprechend der Anwendung kann eine Feder mit höherer oder geringerer Steifigkeit verwendet werden. Ob der Prüfling nun aus Kunststoff oder Stahl besteht – eine anwendungsnahe Kalibrierung ist in jedem Fall möglich. Die Messungen von Kraft und Weg können durch die Verwendung zweier Sensoren unabhängig voneinander rückgeführt werden. Das Prinzip eines Kombinationssensors ist auch auf Größen wie Drehmoment, Drehwinkel und Federsteifigkeit übertragbar und kann dann zur Kalibrierung von Torsions- und Motorenprüfständen eingesetzt werden.

Neben dem Kraftaufnehmer selbst müssen auch die nachfolgenden Messverstärker kalibriert werden. Deren dynamische Kalibrierung für praktisch jeden zeitlich veränderbaren Spannungsverlauf bis in den Kilohertz-Bereich erlaubt das ebenfalls auf der Messe vorgestellte dynamische Brückennormal. Damit bietet die PTB auf der Sensor+Test ein Rundum-sorglos-Paket zur Kalibrierung dynamischer Kräfte an.

Für die Nano- und Mikrotechnik können kleine Kräfte mit dem Mikro- und dem linearen Nanokraftsensor erstmals in den Bereichen von Milli- bis Mikronewton bzw. Mikro- bis Nanonewton präzise gemessen werden. Durch die zunehmende Miniaturisierung technischer Prozesse bietet sich hier ein breites Anwendungsfeld, beispielsweise in taktilen Koordinatenmessgeräten, medizintechnischen Produkten oder der Messung biologischer Proben.

In Halle 12, Stand 261 stehen Mitarbeiter der PTB zur Beantwortung von Fragen zum Technologietransfer zur Verfügung. ms/ptb

Ansprechpartner Technologietransfer
Dr. Bernhard Smandek, Tel: (0531) 592-8303, E-Mail: bernhard.smandek@ptb.de
Ansprechpartner dynamischer Kraft-Weg-Sensor
Dr. Rolf Kumme, Fachbereich 1.2 Festkörpermechanik, Tel.: (0531) 592-1200,
E-Mail: rolf.kumme@ptb.de

Imke Frischmuth | idw
Weitere Informationen:
http://www.ptb.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Effizienz steigern, Kosten senken!
17.08.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Maßgeschneiderte Lösungen für APos-Maschinen: Kamerasystem Keyence CV-X100
11.08.2017 | Heun Funkenerosion GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer IPM präsentiert »Deep Learning Framework« zur automatisierten Interpretation von 3D-Daten

22.08.2017 | Informationstechnologie

Globale Klimaextreme nach Vulkanausbrüchen

22.08.2017 | Geowissenschaften

RWI/ISL-Containerumschlag-Index erreicht neuen Höchstwert

22.08.2017 | Wirtschaft Finanzen