TU Darmstadt / ULB / TUbiblio

Weiterentwicklung, Aufbau und Test eines Kraftmessstandes zur statischen und dynamischen Vermessung von miniaturisierten Kraftsensoren

Schonert, Andreas (2006):
Weiterentwicklung, Aufbau und Test eines Kraftmessstandes zur statischen und dynamischen Vermessung von miniaturisierten Kraftsensoren.
Technische Universität Darmstadt, [Seminar paper (Midterm)]

Abstract

Zusammenfassung:

An der Technischen Universität Darmstadt wird im Rahmen des „HapCath“-Projekts ein miniaturisierter Kraftsensor entwickelt.

Die Vermessung dieses Sensors wird momentan auf einem Kraftmessstand durchgeführt. Mit diesem Messstand können jedoch nicht alle Anforderungen an den Sensor, insbesondere die dreiachsige Kraftmessung, überprüft werden.

In dieser Studienarbeit wird daher ein Kraftmessstand zur Vermessung der minaturisierten Kraftsensoren im Kraftbereich bis 300 mN entwickelt. Dies ermöglicht auch eine Überlast auf das Messelement aufzuprägen. Im Verlauf des Berichtes werden die Anforderungen an den Messstand genauer definiert. Die Aufgabenstellung wird in abstrakte Funktionsbeschreibungen überführt und daraus verschiedene Konzepte abgeleitet. Nach dem Bewerten der Konzepte wird das ausgewählte Konzept detailliert ausgearbeitet. Es wird eine dynamische Simulation des Messstandes durchgeführt. Über diese werden die Einflüsse der verschiedenen mechanischen Komponenten auf den Frequenzgang des Messstandes ermittelt und der Messstand entsprechend angepasst. Der Frequenzgang hängt stark von den verwendeten Sensoren ab, diese müssen möglichst steif gewählt werden.

Die Ergebnisse dieser Simulation fließen in die Konstruktion ein. Das Ergebnis dieser Studienarbeit ist ein Drei-Achsen-Kraftmessstand, der statische und dynamische Kräfte auf ein Messobjekt von mehr als 300 mN aufbringen kann. In der vertikalen Achse kann eine Frequenz von mindestens 1 kHz aufgeprägt werden, in der horizontalen Achse eine Frequenz von mindestens 5 Hz. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass die Sensoren das dynamische Verhalten maßgeblich beeinflussen. Aufgrund des komplexen mechanischen Systems der Kopplung von Referenzkraftsensor und Messobjekt ergeben sich Abweichungen zwischen der gemessenen Referenzkraft und der tatsächlich in das Messobjekt eingekoppelten Kraft. Bezüglich dieser frequenzabhängigen Messabweichung gibt die dynamische Simulation quantifizierte Werte.

Item Type: Seminar paper (Midterm)
Erschienen: 2006
Creators: Schonert, Andreas
Title: Weiterentwicklung, Aufbau und Test eines Kraftmessstandes zur statischen und dynamischen Vermessung von miniaturisierten Kraftsensoren
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

An der Technischen Universität Darmstadt wird im Rahmen des „HapCath“-Projekts ein miniaturisierter Kraftsensor entwickelt.

Die Vermessung dieses Sensors wird momentan auf einem Kraftmessstand durchgeführt. Mit diesem Messstand können jedoch nicht alle Anforderungen an den Sensor, insbesondere die dreiachsige Kraftmessung, überprüft werden.

In dieser Studienarbeit wird daher ein Kraftmessstand zur Vermessung der minaturisierten Kraftsensoren im Kraftbereich bis 300 mN entwickelt. Dies ermöglicht auch eine Überlast auf das Messelement aufzuprägen. Im Verlauf des Berichtes werden die Anforderungen an den Messstand genauer definiert. Die Aufgabenstellung wird in abstrakte Funktionsbeschreibungen überführt und daraus verschiedene Konzepte abgeleitet. Nach dem Bewerten der Konzepte wird das ausgewählte Konzept detailliert ausgearbeitet. Es wird eine dynamische Simulation des Messstandes durchgeführt. Über diese werden die Einflüsse der verschiedenen mechanischen Komponenten auf den Frequenzgang des Messstandes ermittelt und der Messstand entsprechend angepasst. Der Frequenzgang hängt stark von den verwendeten Sensoren ab, diese müssen möglichst steif gewählt werden.

Die Ergebnisse dieser Simulation fließen in die Konstruktion ein. Das Ergebnis dieser Studienarbeit ist ein Drei-Achsen-Kraftmessstand, der statische und dynamische Kräfte auf ein Messobjekt von mehr als 300 mN aufbringen kann. In der vertikalen Achse kann eine Frequenz von mindestens 1 kHz aufgeprägt werden, in der horizontalen Achse eine Frequenz von mindestens 5 Hz. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass die Sensoren das dynamische Verhalten maßgeblich beeinflussen. Aufgrund des komplexen mechanischen Systems der Kopplung von Referenzkraftsensor und Messobjekt ergeben sich Abweichungen zwischen der gemessenen Referenzkraft und der tatsächlich in das Messobjekt eingekoppelten Kraft. Bezüglich dieser frequenzabhängigen Messabweichung gibt die dynamische Simulation quantifizierte Werte.

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, HapCath, Krafterzeugung, Kraftmessstand, Kraftmessung dreidimensional, Kraftsensor Miniaturisierung, Simulationsprogramm P-SPICE
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design > Measurement and Sensor Technology
Date Deposited: 31 Aug 2011 10:16
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKS 1600

Art der Arbeit: Studienarbeit

Beginn Datum: 01-11-2005

Ende Datum: 06-04-2006

Querverweis: keiner

Studiengang: Elektrotechnik und Informationstechnik (ETiT)

Vertiefungsrichtung: Mikro- und Feinwerktechnik (MFT)

Abschluss: Diplom (MFT)

Identification Number: 17/24 EMKS 1600
Referees: Meiß, Dipl.-Ing. Thorsten and Werthschützky, Prof. Dr.- Roland
Related URLs:
Export:

Optionen (nur für Redakteure)

View Item View Item