Kraftmessdosen

Die Enertec Engineering AG ist ein führender und sehr innovativer von Kraftmessdosen mit einer grossen Auswahl an Kraftaufnehmern.

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Kraftmessdosen

Die Enertec Engineering AG ist ein führender und sehr innovativer Hersteller von Kraftmessdosen mit einer grossen Auswahl an Kraftaufnehmern. Wir stellen sowohl Kraftsensoren für die Bauindustrie als auch für die Prozess- und Maschinenindustrie her.

Ein Kraftsensor ist definiert als ein Wandler, der eine mechanische Eigenlast, ein Gewicht, eine Kompression oder Zugkraft in ein zumeist elektrisches Ausgangssignal umwandelt. Eine Ausnahme bilden hier die hydraulischen Lastmessplatten mit Manometer. Es gibt verschiedene Arten von Kraftsensoren, die sich nach Technik, Größe, Geometrie und Kapazität unterscheiden.

Produkte

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Elektrische Ankerkraftmessdosen ELC

LCM-Kachelbild

Elektrische Ankerkraftmessdose LCM

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Teilbare Kraftmessdosen Serie DemiCell(R)

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Hydraulische Ankerkraftmessdosen

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Vollzylinderkraftmessdosen

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Kraftmessdosen für Ankerprüfungen

Hier erfahren Sie mehr über die Funktion und Möglichkeiten verschiedener Kraftmessdosen

Was ist ein elektrischer Kraftsensor?

Per Definition ist ein Kraftsensor ein Kraftaufnehmer, der eine mechanische Eingangskraft wie Last, Gewicht, Spannung, Kompression oder Zugkraft in eine andere physikalische Größe umwandelt, in diesem Fall in ein elektrisches Ausgangssignal. Das Signal kann gemessen, umgewandelt und standardisiert werden. Wenn die auf den Sensor ausgeübte Kraft zunimmt, ändert sich das elektrische Signal proportional dazu.

Der Sensor wurde zu einem wesentlichen Element in vielen Branchen wie der Bauindustrie, der Automobilindustrie, der Hochpräzisionsfertigung, der Luft- und Raumfahrt, der Industrieautomation, der Medizintechnik und der Robotik, wo eine zuverlässige und hochpräzise Kraftmessung von größter Bedeutung ist.

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Wie funktionieren elektrische Kraftmessdosen?

Das eigentliche Sensorelement in einer elektrischen Kraftmessdose sind Dehnungsmessstreifen (auch DMS genannt).
Ein Dehnungsmessstreifen aus Metallfolie ist ein Sensor, dessen elektrischer Widerstand sich mit der aufgebrachten Kraft ändert. Er wandelt also eine mechanische Einwirkung in eine Änderung des elektrischen Widerstands um, die dann gemessen werden kann.

Dehnungsmessstreifen sind elektrische Leiter, die in einer mäandernden Struktur auf einer Trägerfolie aufgebracht sind. Wenn diese Folie gezogen wird, dehnt sie sich – und die Leiter mit ihr – aus und verlängert sich. Wenn sie gedrückt wird, zieht sie sich zusammen und wird kürzer. Diese Formveränderung führt dazu, dass sich auch der Widerstand der elektrischen Leiter ändert.

Wie funktionieren elektrische Kraftmessdosen?

DMS-Grafik

Folien-Dehnungsmessstreifen

Ein Kraftsensor besteht aus einem Metallkörper, auf den Dehnungsmessstreifen aufgebracht sind. Das Körper dieser Kraftmesssensoren besteht in der Regel aus Aluminium oder rostfreiem Stahl, was dem Sensor zwei wichtige Eigenschaften verleiht, er ist robust genug, um hohen Belastungen standzuhalten und er ist elastisch genug, um sich nur minimal zu verformen und nach der Entlastung in seine ursprüngliche Form zurückzukehren.

Wenn eine Kraft (Zug oder Druck) ausgeübt wird, verhält sich der Metallkörper wie eine „Feder“ und verformt sich leicht, und wenn er nicht überlastet wird, kehrt er in seine ursprüngliche Form zurück. Wenn sich der Lastkörper verformt, ändert auch der Dehnungsmessstreifen seine Form und folglich seinen elektrischen Widerstand. Dadurch wird über eine Wheatstonsche-Brückenschaltung eine differentielle Spannungsänderung erzeugt. Das Funktionsprinzip der Kraftmessdose besteht also darin, dass die Spannungsänderung proportional zu der auf den Lastkörper ausgeübten Kraft ist.

Diese Dehnungsmessstreifen sind in einer so genannten Wheatstonschen-Brückenschaltung angeordnet. Es werden mindestens vier Dehnungsmessstreifen in einer bestimmten Schaltung miteinander verbunden. Die Verschaltung ist abhängig von der gesuchten Messgrösse und den zu kompensierenden Grössen.

Das von der DMS-Brücke erzeugte Signal hat eine geringe Signalstärke und muss gegebenenfalls elektronisch konditioniert und verstärkt werden.

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Wheatstonsche Vollbrücke

Was sind die Vorteile von Kraftmessdosen mit Dehnungsmessstreifen?

Dehnungsmessstreifen-Kraftaufnehmer sind die am weitesten verbreitete Technologie, da sie im Vergleich zu anderen Technologien eine hohe Geschwindigkeit, Genauigkeit, Zuverlässigkeit, eine Vielzahl von Formen und Sensorgeometrien aufweisen. Außerdem werden Dehnungsmessstreifen-Kraftsensoren wenig durch Temperaturschwankungen beeinträchtigt.

Die wichtigsten Vorteile auf einen Blick:

  • Robuste Konstruktion

  • Höchste Genauigkeit
  • hohe Leistung bei langer Lebensdauer

  • viele Geometrien und kundenspezifischen Formen

  • bestes Preis-/Leistungsverhältnis

Was sind hydraulische Kraftmessdosen und wie funktionieren sie?

Hydraulische Lastmessplatten bestehen aus einem Stahlkörper (bei uns aus Edelstahl) der im Inneren ein Ölvolumen enthält, dieses wandelt eine Kraft in hydraulischen Druck um. Die Änderung des Flüssigkeitsdrucks ist direkt proportional zu der von der Last aufgebrachten Kraft.

Dieser Flüssigkeitsdruck kann über ein angeschlossenes Rohrfedermanometer abgelesen werden. Der Flüssigkeitsdruck kann aber auch mit einem elektrischen Sensor gemessen werde

Merkmale, Vorteile und Nachteile von hydraulischen Wägezellen

Da hydraulische Kraftmessdosen mit Manometer keine elektrischen Komponenten enthalten, eignet sich diese Art von Lastmessplatten für Umgebungen, in denen Explosionssicherheit ein Thema ist oder in denen eine externe Stromquelle nicht vorhanden ist.

Hydraulische Kraftmessdosen können in der Regel bis zu 5 MN messen und haben eine Genauigkeit von etwa 0,25 bis 1,0 Prozent des vollen Ausgangswertes. Ihre Auflösung beträgt in der Regel etwa 0,02 Prozent Fullscale. Hydraulische Kraftmessdosen reagieren auf Temperaturschwankungen des Hydrauliköls relativ stark. Ihr Gewicht ist meist höher als Kraftmessdosen mit DMS der gleichen Kapazität. Hydraulische Kraftmessdosen sind nicht für dynamische Messungen höherer Frequenz geeignet und sie können auch keine Zugkräfte messen.

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