Messtechnik Regelmäßiges Kalibrieren bringt Sicherheit

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Sind Messmittel ungenau oder verändert sich die zu erreichende Messunsicherheit, kann das die Qualität von Produkten und Prozessen drastisch vermindern. Daraus folgt: regelmäßiges Kalibrieren ist wichtig – eine der Kernkompetenzen von GTM.

GTMs Spezialgebiet ist das Messen von Kräften und Momenten. Bereits seit 1993 zählt die akkreditierte Kalibrierung von Messmitteln für Industrie sowie Kalibrier- und Prüflabore zu den Stärken von GTM. Die Spezialisten aus dem südhessischen Bickenbach machten zudem 2022 mit der Neuentwicklung einer Mehrkomponenten-Bezugsnormalmesseinrichtung auf sich aufmerksam. Die umfangreichen Dienstleistungen im Bereich des rückgeführten Kalibrierens von Messgeräten ergänzen das Produktangebot von GTM.

Neues Kapitel der Mehrkomponenten-Kalibrierung

In der Mess- und Prüftechnik gilt es als Königsdisziplin, mehrdimensionale Kraftsensoren (auch als Mehrkomponentenaufnehmer bezeichnet, MKA) zu kalibrieren. GTMs Mehrkomponentenaufnehmer messen bis zu sechs kombinierte Kräfte und Momente gleichzeitig an drei Achsen (x, y, z). Mit einem innovativen Ansatz schlägt GTM ein neues Kapitel der Mehrkomponenten-Kalibrierung auf: Einzigartig bei der neu entwickelten MKA-Messeinrichtung sind nicht nur Messbereich, Aufbau und Größe, sondern auch das Automatisierungskonzept. Nun werden die verschiedenen Kraftvektoren gleichzeitig und noch dazu vollautomatisch gemessen – weltweit ein Novum.

Highlights und technische Daten der neuen MKA-Einrichtung im Überblick

• Reduktion der Messunsicherheit bei der Kalibrierung von MKA um den Faktor 5 auf 0,1 %

• Gleichzeitige und vollautomatische Messung aller Kraftvektoren und dadurch signifikante Verringerung der Durchlaufzeiten

• Simulation der Schwerkraft in jeder Richtung möglich

• Vollständige Akkreditierung durch die DAkkS

Seit 2005 bietet GTM die Möglichkeit, MKA nach einem akkreditierten Messverfahren zu kalibrieren. Mitte 2016 begann die Entwicklung der neuen MKA-Messeinrichtung, seit April 2022 ergänzt sie das Serviceangebot von GTM.

Typische Anwendungen für die präzisen Mehrkomponentenaufnehmer von GTM finden sich in der Medizintechnik und der Robotik, aber auch bei mehraxialen Prüfständen der Fahrzeugindustrie. Vor allem in dieser Branche geht GTM in näherer Zukunft von einer verstärkten Nachfrage aus, entsprechend zielt das Angebot der neuen MKA-Messeinrichtung mit ihren Vorteilen in genau diese Richtung.

Hochpräzise Kraft- und Drehmomentaufnehmer

Die vielleicht bekanntesten GTM-Produkte sind die verschiedenen Serien von Kraftaufnehmern. Hier reicht die Bandbreite von der Messung kleiner Zug- und Druckkräfte ab 5 N bis zu Anwendungen mit zu messenden Kräften bis zu 50 MN. Krafttransfernormale für das Kalibrieren von Kraftmesseinrichtungen und Prüfständen ergänzen das Angebot.

Beim Messen von Momenten überzeugen die hochpräzisen Drehmomentaufnehmer von GTM. Zur Produktfamilie zählen Drehmomenttransfernormale und Drehmomenttransferschlüssel – vom Werksnormal über Bezugsnormale bis hin zur Rückführung und Kalibrierung auf das nationale Normal.

Dehnungssensoren

Große Kräfte clever und einfach messen

Eine weitere Produktgruppe bilden die DMS-Messverstärker, die perfekt auf die hauseigenen Kraft-, Drehmoment- und Mehrkomponentenaufnehmer abgestimmt sind und Messdaten mit einer Genauigkeit von bis zu 10 ppm erfassen. Hervorzuheben ist hier die Serie ILA, mit der dezentral aufgebaute Messketten realisierbar sind. Der smarte In-Line Messverstärker ILA bietet mit 40 kS/S und einer Bandbreite von 2 kHz eine herausragende DAQ-Performance für Prüfstands Anwendungen und industrielle Qualitäts- und Prozesskontrolle auf höchstem Niveau, mit sensornaher EtherCAT-Schnittstelle. In Kombination mit den DMS-basierten Aufnehmern von GTM, aber auch von Drittanbietern haben Anwender damit ein Maximum an Flexibilität.

Messverstärker direkt am Aufnehmer

Der ILA-Messverstärker hat damit durchaus das Potenzial, das konventionelle Messketten-Design zu revolutionieren: „Wir sehen mehr und mehr, dass sich die klassische Kraftmesstechnik in Richtung des dezentralen Ansatzes bewegt“, sagt Marcel Richter, Director Product Management & Marketing bei GTM. „Insbesondere für neue Projekte stellen unsere Kunden den klassischen Schaltschrank-Ansatz auf den Prüfstand und überlegen, ihre Applikationen kosteneffizienter und dezentral auszulegen.“

Messtechnik

Den Entscheidungsprozess komplett neu gedacht

An diesem Punkt setzt das GTM-Konzept der hoch performanten, dezentralen Messkette für DMS-basierte Aufnehmer an: Der Messverstärker wandert aus dem Schaltschrank direkt an den Aufnehmer und macht die klassischen Messleitungen für das 2 mV/V-Signal fast komplett obsolet. Die „lange Leitung“ der klassischen Messkette fällt weg, und damit viele Kabelmeter – eine potenziell große Ersparnis. Darüber hinaus kann der ILA-Messverstärker auch eine mögliche Retrofit-Lösung sein, denn bestehende Designs können mit der dezentralen Messverstärker-Serie nachgerüstet werden. Power-over-Ethernet (PoE) ist hier der Schlüssel: Die Spannungsversorgung läuft über die verwendete Ethernet-Messleitung, die ebenfalls für die EtherCAT-Kommunikation verwendet wird.

Mit Blick auf die nähere Zukunft richtet GTM den Fokus auf Customizing- und OEM-Lösungen: Hier reicht die Bandbreite vom Customizing mit leichten Modifikationen (z.B. besondere Kabellängen oder Anschlüsse) bis hin zu komplexen Anwendungsfällen für OEM-Kunden, die von Grund auf neu gedacht werden, inklusive Prototypen-Tests und Produktion auch in Kleinserien. (jv)

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