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Optische Drehmoment-Sensoren für niedrige Drehmomente und Messungen mit hoher Bandbreite

Optische Drehmoment-Sensoren für niedrige Drehmomente und Messungen mit hoher Bandbreite

13 März 2017

Sensor Technology hat mit der Einführung der Baureihe Digital ORT 230/240 neue Maßstäbe für optische Drehmoment-Messglieder gesetzt. Diese neuen optischen Drehmoment-Sensoren eignen sich ideal für Anwendungen mit niedrigen Drehmomenten und/oder hoher Bandbreite. Sie bieten präzise dynamische Messungen von dynamischen und statischen Drehmomenten von weniger als 100 Nm und für Bandbreiten von bis zu 50 kHz.

Die neuen ORT 230/240-Geräte ersetzen die Baureihe E200 ORT von Sensor Technology und profitieren von einer vollkommen neuen Elektronik, die erhebliche Verbesserungen bei Auflösung und Frequenzgang bietet, sowie reduzierten Stromverbrauch der Sensoren und schnelleren digitalen Datendurchsatz.

Die Fähigkeit zu hohen Geschwindigkeiten beruht auf einer inhärent geringen Trägheit, da die Elektronik nicht an der Welle befestigt ist, während der kontaktlose Betrieb eine lange und zuverlässige Lebensdauer (abgesichert durch die lebenslange Garantie von Sensor Technology) bei hoher Genauigkeit gewährleistet. Das optische Arbeitsprinzip sorgt auch für eine hervorragende Störfestigkeit.

Die Sensoren der Baureihe ORT 230 bieten feste analoge Spannungs- oder Stromstärkeausgänge – einer für das Drehmoment und einer für entweder Drehzahl oder Leistung. Der TorqSense ORT 240 bietet zwei vom Anwender wählbare analoge Spannungs- oder Stromstärkeausgänge – einer für das Drehmoment und der andere entweder für Drehzahl, Leistung oder Spitzenmoment – plus digitale Ausgänge inkl. RS232, CAN-Bus und USB für die Anbindung an moderne Messgeräte und Laptops. Mit dem ORT 240 können Anwender bis zu 10 Messglieder über USB verbinden. Er verfügt außerdem über eine Konfigurationssoftware für Änderungen an den Variablen der Messglieder.

Zu den Merkmalen beider Geräte gehören Selbstdiagnosefunktionen, die die Überschreitung von Drehmoment, Drehzahl oder Kalibrierdaten erkennen und melden, währen eingebaute Sensoren die Temperatur der Welle für bessere Kompensation und Genauigkeit überwachen. Die Geräte bieten auch einen einfachen ‚Sensorstatus‘-Ausgang.

Eine Ergänzung zu diesen Produkten stellt die TorqView Software von Sensor Technology dar. Sie bietet ein einfach zu bedienendes, fortschrittliches Drehmoment-Überwachungspaket für Windows-PC‘s zur Unterstützung von Datenaufnahme und Anzeige. Diagrammdruck in Echtzeit ist Teil des Pakets und es ist kompatibel zu Mathlab und Excel. Darüber hinaus stehen dem Anwender LabVIEW VI‘s zur Gestaltung eigener Prozesskontrollanwendungen zur Verfügung. Für Anwender, die ihre eigene benutzerdefinierte Software schreiben wollen, sind DLL‘s verfügbar.

Diese neuesten optischen Drehmoment-Sensoren stellen eine wichtige Erweiterung des Drehmoment-Überwachungsbereichs von Sensor Technology dar und bieten eine alternative Lösung, wenn niedrige Drehmomente oder Bandbreitenanforderungen den Einsatz der kostengünstigeren SAW-basierten TorqSense-Produkte ausschließen.

Optische Drehmoment-Sensoren nutzen ein in kurzem Abstand zu einer spannungsempfindlichen Welle angebrachtes Gitterpaar zum Modulieren einer Lichtquelle. Wenn an die Welle ein Drehmoment angelegt wird, ändert sich durch leichte Verdrehung die Ausrichtung der Gitter zueinander und damit die auf einen Detektor auftreffende Lichtmenge. Der Einsatz dieser Technik führt zu einem Messglied, dass in der Lage ist, Drehmomente bidirektional zu erfassen und das über schnelle mechanische und elektrische Reaktionen sowie eine geringe Trägheit verfügt und zudem vollkommen ohne Bürsten oder komplexe Elektronik auskommt.

Ohne Bürsten ist ein Einsatz bei dauerhaft hohen Drehzahlen von bis zu 30.000 U/Min. möglich. Weitere höhere Drehzahlen sind je nach Wellengröße möglich. Die Drehmomentwelle hat eine geringe Nachgiebigkeit von maximal ½°  Torsionsabweichung an den kleineren Messgliedern und von maximal ¼° an den größeren Messgliedern bei vollständiger Ablenkung. In einem Bereich von 0,01 bis 100 Nm kann jedes beliebige Drehmoment angegeben werden.

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