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Neigungssensoren

Neigungen auch in dynamischen Anwendungen präzise messen

| Redakteur: Jan Vollmuth

TWK hat neue Neigungssensoren entwickelt, die genauer und schneller als bisher messen sollen und unempfindlich gegen Störbeschleunigungen sowie Querneigungsauslenkung sein. Sie seien sehr gut für Applikationen mit dynamischen Anforderungen geeignet, bei denen präzise Neigungswinkel ständig erfasst und an eine Steuerung übermittelt werden müssen.

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Die neuen Neigungssensoren von TWK zeichnen sich durch verbesserte Genauigkeit und Präzision aus.
Die neuen Neigungssensoren von TWK zeichnen sich durch verbesserte Genauigkeit und Präzision aus.
(Bild: TWK-Elektronik GmbH)

Möglich wird diese Leistungsverbesserung nach Angaben des Herstellers durch die Erweiterung des ursprünglichen Beschleunigungssensors um einen Drehratensensor, auch Gyroskop genannt, und die geschickte Verknüpfung der Messsignale zu einem korrigierten Ausgangssignal, das den Messwinkel exakt anzeigt. Beide Sensortypen basieren auf der MEMS-Technologie.

Zwei Sensoren fusioniert

Das Zusammenführen und Aufbereiten der Messgrößen des ursprünglichen Beschleunigungssensors und des Gyroskops geschieht unter Hinzunahme eines Kalman-Filters. Diese Filtertechnologie ermöglicht es laut TWK, den auszugebenden Messwert zu kalkulieren, korrigieren und zu prädizieren, das heißt für eine kurze Zeit vorausschauend zu bestimmen. Das sei nach Angaben des Herstellers notwendig, da der Beschleunigungssensor bei einwirkenden dynamischen Störbeschleunigungen keinen Neigungsmesswert liefern kann und stattdessen der Drehratensensor mithilfe des Kalman-Filters einen Messwert berechnet und prädiziert. Der Drehratensensor reagiert im Gegensatz zum Beschleunigungssensor nicht auf lineare Störbeschleunigungen, sondern nur auf Änderungen des Neigungswinkels.

Alle Tests bestanden

Alle möglichen applikationsnahen Simulationen und Messungen bei TWK würden zeigen, dass das Sensor-Fusion-System exakt und sicher arbeitet, heißt es in der zugehörigen Mitteilung. Dieses Sensor-System soll nicht nur bei mobilen Maschinen einen sicheren, gefahrvermeidenden Einsatz gewährleisten, sondern auch während des Betriebes von Motoren, Hydraulikpumpen oder anderer Aktionen, die starke Vibrationen erzeugen.

Die Sensoren haben einen Arbeitstemperaturbereich von -40 °C bis 85 °C und messen Neigungswinkel bis ±100° bei einer Auflösung von 0,01° und einer Genauigkeit von ±0,2°. Es kann ein- oder zweiachsig gemessen werden. Das stabile Aluminiumgehäuse hält bei einer Schutzart von IP67 auch widrigen Umweltbedingungen stand. Schutzarten bis IP69K sind möglich. (jv)

Hannover Messe 2018: Halle 9, Stand D58

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