Folien-DMS & Dünnschicht-DMS
Drehmomentsensoren für präzise Kraftmessung
Unsere Drehmomentsensoren werden exakt auf Ihre Anwendung ausgelegt – von der Technologieauswahl bis zur mechanischen Integration. So entstehen kompakte, energieeffiziente und präzise Lösungen, die auch unter dynamischen und anspruchsvollen Bedingungen zuverlässig messen
PRODUKTÜBERSICHT
Drehmomentsensoren für kundenspezifische Messaufgaben
Mit Drehmomentsensoren auf Folien-DMS und Dünnschicht-DMS Basis bietet iST Senstech kundenspezifische Lösungen für präzise Drehmomentmessungen in anspruchsvollen Einbausituationen. Die Sensoren ermöglichen die zuverlässige Erfassung von Drehmomenten an Wellen, Flanschen, Messkörpern oder belasteten Strukturteilen – abgestimmt auf Bauform, Messbereich und wirkende Nebenkräfte.
- Messbereiche ab 10 Ncm
- Mit passender Elektronik auch für dynamische Prozesse geeignet
Typische Technische Daten
- Grundsätzlich ca. ab 10 Ncm abhängig von anderen einwirkenden Kräften (z.B. Axialkräfte)
- Linearitätsfehler < 0.2% erreichbar
- Hysterese < 0.2% abhängig von Aufbau
Key Features
- Modular anpassbar an Einbauraum und Einbausituation
- Auswahl der passenden Technologie (Dünnschicht- oder Folien-DMS) für Ihre Applikation
- Miniaturisierte Sensorelemente für kleinste Bauräume
- Mit passender Elektronik auch für dynamische Prozesse, z.B. mit Ausleseraten 5 kHz
- Hochohmiger Brückenwiderstand bei Dünnschicht-DMS erlaubt niedrige Leistungsaufnahme im Vergleich zu Folien-DMS (besonders vorteilhaft für batteriebetriebene Anwendungen)
Technologie
Aufbau und Arten von Sensorelementen zur Drehmomentmessung
Sensorelemente zur Drehmomentmessung können auf verschiedene Arten aufgebaut werden:
Dünnschicht-DMS
Drehmomentsensoren auf Basis der
Scherkraftmessung
Die Rotation erzeugt eine Scherspannung, aus der das wirkende Drehmoment bestimmt wird. Die Messelemente sind rechtwinklig zueinander in den Anschlussbauteilen angeordnet. Diese Auslegung erhöht die Stabilität gegenüber seitlichen Belastungen. Der Messbereich kann durch die Wahl der Blechdicke angepasst werden.
Drehmomentsensoren auf Basis der
Biegesensoren
Drehmomentsensoren lassen sich unter anderem durch die Kombination von zwei rechtwinklig zueinander angeordneten Biegesensoren realisieren, die in zwei parallel angeordneten Platten eingeschweißt sind. Werden die Platten gegeneinander rotiert, wirkt ein Drehmoment auf die Struktur. Dadurch entstehen an definierten, gezielt verjüngten Stellen Biegebeanspruchungen, die zu Zug‑ und Druckdehnungen in den Biegesensoren führen. Die daraus resultierenden Messsignale sind proportional zum aufgebrachten Drehmoment und ermöglichen eine präzise Drehmomenterfassung. Die räumlich weiter auseinanderliegende Abstützung dieser Sensoranordnung erlaubt zudem die Aufnahme höherer exzentrisch wirkender Axialkräfte, ohne dass diese die Drehmomentmessung signifikant beeinflussen.
Drehmomentsensoren auf Basis der
Kraftsensoren
Ein klassischer Ansatz zur Drehmomentmessung basiert auf einer Messplattform aus zwei parallel angeordneten Platten, die über mindestens zwei Kraftsensoren miteinander verbunden und verschweißt sind. Wirkt ein Drehmoment auf die Struktur – beispielsweise durch ein Gewicht, das über einen Verlängerungsarm an der Messplatte angreift – entstehen in den Kraftsensoren unterschiedliche mechanische Belastungen:
Der dem Lastangriffspunkt näherliegende Sensor wird dabei überwiegend gestaucht, während der gegenüberliegende Sensor entlastet bzw. gedehnt wird. Aus der Differenz der gemessenen Kräfte und dem bekannten Sensorabstand lässt sich das aufgebrachte Drehmoment eindeutig bestimmen.
\[ \begin{aligned} \textstyle\sum \vec{M}_i &= 0 \qquad \textstyle\sum M_{y',i} &= F_r \cdot r + F_1 \cdot d_1 - F_2 \cdot d_2 = 0 \\ \textstyle\sum \vec{F}_i &= 0 \qquad \textstyle\sum F_{z,i} &= F_r + F_1 + F_2 = 0 \end{aligned} \]
Daraus ergibt sich:
\[ F_r = -(F_1 + F_2) \] \[ M_y' = F_r \cdot r = -(F_1 \cdot d_1 - F_2 \cdot d_2) \] \[ r = \frac{F_1 \cdot d_1 - F_2 \cdot d_2}{F_1 + F_2} \]
Folien-DMS-basierte Drehmomentsensoren
Aufkleben von Folien-DMS auf einen 3D Messkörper, welcher sowohl vom Kunden oder von iST Senstech bereitgestellt werden kann. Eine sinnvolle Drehmomentmessung mit Folien-DMS lässt sich ab ca 10 Nm realisieren. Drehmomentmessung mittels Folien-DMS lässt sich mittels verschiedener Bauarten realisieren, z.B. über Messwellen oder Flansche.
Drehmomentmessung ab 10 Nm
Austauschbar und mit kalibriertem Ausgangssignal realisierbar
Optional integrierte Elektronik für Normsignale
Kundenspezifische Anwendung
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Von der Technologieauswahl über die mechanische Anbindung bis zur Signalauswertung: Entwickeln Sie eine kundenspezifische Sensorlösung, die zu Bauraum, Messbereich und Umgebung passt.