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Magnetoelastische Kraftsensoren
Magnetoelastische Kraftsensoren: Präzision für Ihre anspruchsvollen Anwendungen
Sie suchen nach einer zuverlässigen und präzisen Lösung für Ihre Kraftmessaufgaben? Magnetoelastische Kraftsensoren bieten eine robuste und wartungsfreie Alternative zu herkömmlichen Methoden. Entdecken Sie die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten und Vorteile dieser Technologie. Benötigen Sie eine individuelle Lösung? Kontaktieren Sie uns für eine persönliche Beratung.
Das Thema kurz und kompakt
Magnetoelastische Kraftsensoren bieten eine robuste und präzise Lösung für die Messung von Kraft und Drehmoment, ideal für anspruchsvolle industrielle Umgebungen.
Durch ihre Wartungsfreiheit und hohe Langzeitstabilität können Unternehmen die Wartungskosten um bis zu 50% senken und die Betriebseffizienz deutlich steigern.
Die vielfältigen Schnittstellen und Anpassungsmöglichkeiten ermöglichen eine nahtlose Integration in bestehende Systeme und tragen zur Optimierung von Prozessen und zur Kostensenkung bei.
Erfahren Sie, wie magnetoelastische Kraftsensoren Ihre Messprozesse optimieren und in welchen Branchen Sie von dieser Technologie profitieren können. Fordern Sie jetzt Ihr individuelles Angebot an!
Präzise Kraftmessung mit magnetoelastischen Sensoren
Einführung in magnetoelastische Kraftsensoren
Was sind magnetoelastische Kraftsensoren?
Magnetoelastische Kraftsensoren nutzen ein faszinierendes physikalisches Prinzip, um Kraft und Drehmoment präzise zu messen. Diese Sensoren basieren auf der Änderung der magnetischen Permeabilität von ferromagnetischen Materialien unter mechanischer Spannung. Der zugrunde liegende Effekt ist der inverse magnetostriktive Effekt, bei dem mechanische Belastung die magnetischen Eigenschaften des Materials beeinflusst. Im Gegensatz zu herkömmlichen Sensoren bieten magnetoelastische Sensoren eine Reihe von Vorteilen, die sie für anspruchsvolle Anwendungen besonders attraktiv machen.
Nutzen die Änderung der magnetischen Permeabilität von ferromagnetischen Materialien unter mechanischer Spannung.
Basieren auf dem inversen magnetostriktiven Effekt.
Vorteile gegenüber konventionellen Sensoren
Ein wesentlicher Vorteil ist ihre Robustheit gegenüber Vibrationen, Stößen, Wetter und Temperaturschwankungen. Dies macht sie ideal für den Einsatz in rauen Industrieumgebungen. Darüber hinaus decken magnetoelastische Sensoren einen breiten Messbereich ab, wodurch sie sowohl für kleine als auch für große Kräfte und Drehmomente geeignet sind. Nicht zuletzt sind sie in der Massenproduktion kosteneffizient, was sie zu einer wirtschaftlichen Alternative zu anderen Sensortechnologien macht. Die magnetoelastische Messung steht somit für ein Messprinzip, das auf die magnetische Permeabilitätsänderung wie bei der Drehmoment- oder Kraftmessung basiert, wie KSB erläutert.
Unempfindlich gegenüber Vibrationen, Stößen, Wetter und Temperaturschwankungen.
Geeignet für kleine und große Kräfte/Drehmomente.
Kosteneffizient in der Massenproduktion.
Ferromagnetische Materialien ermöglichen berührungslose Kraftmessung
Funktionsweise und Technologie
Das Prinzip der magnetoelastischen Messung
Die Funktionsweise von magnetoelastischen Kraftsensoren beruht auf der Änderung der magnetischen Eigenschaften eines ferromagnetischen Testobjekts unter mechanischer Belastung. Ein Sensor emittiert ein magnetisches Wechselfeld, dessen Eigenschaften sich durch die Krafteinwirkung verändern. Diese Veränderungen werden von der Auswerteelektronik erfasst und zur Bestimmung der Kraft genutzt. Diese nicht-kontaktierende Messung ermöglicht eine verschleißfreie und zuverlässige Kraftmessung, insbesondere in dynamischen Anwendungen. Magnetic Sense's magnetoelastic force sensors leverage changes in a ferromagnetic test object's magnetic field under mechanical stress (axial, bending, torque) for non-contact force measurement.
Mechanische Belastung verändert das magnetische Feld eines ferromagnetischen Testobjekts.
Der Sensor emittiert ein magnetisches Wechselfeld, dessen Eigenschaften sich durch die Krafteinwirkung ändern.
Komponenten eines magnetoelastischen Kraftsensors
Ein typischer magnetoelastischer Kraftsensor besteht aus einem ferromagnetischen Messelement, einer Erregerspule und einer Auswerteelektronik. Das ferromagnetische Messelement ist das Herzstück des Sensors, da es seine magnetischen Eigenschaften unter Belastung ändert. Die Erregerspule erzeugt das magnetische Wechselfeld, das das Messelement durchdringt. Die Auswerteelektronik verarbeitet die Änderungen des magnetischen Feldes und wandelt sie in ein messbares Signal um. Die magnetoelastische Kraftmessung ist DIE Alternative zu mechanischen Drehmomentsensoren, wie melectric-systems.de erklärt.
Materialien, die ihre magnetischen Eigenschaften unter Belastung ändern.
Erzeugt das magnetische Wechselfeld.
Verarbeitet die Änderungen des magnetischen Feldes zur Bestimmung der Kraft.
Drehmomentmessung in Antrieben und Getrieben optimiert
Anwendungsbereiche magnetoelastischer Kraftsensoren
Industrielle Anwendungen
Magnetoelastische Kraftsensoren finden in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen Verwendung. Ein wichtiger Anwendungsbereich ist die Drehmomentmessung in Antrieben, Getrieben und Motoren. Hier werden sie beispielsweise in PTO-Wellen und Hohlwellen eingesetzt, um das übertragene Drehmoment präzise zu erfassen. Auch in Pumpensystemen werden magnetoelastische Sensoren zur Überwachung von Kräften und Drehmomenten eingesetzt. Die Automobilindustrie profitiert ebenfalls von dieser Technologie, insbesondere bei Drivetrain-Messungen in Rennwagen, wo es auf höchste Präzision und Zuverlässigkeit ankommt. Unsere Kraftmessung mit magnetoelastischen Sensoren bietet Ihnen weitere Einblicke in die Technologie.
In Antrieben, Getrieben und Motoren.
Beispiele: PTO-Wellen, Hohlwellen.
Überwachung von Kräften und Drehmomenten in Pumpen.
Drivetrain-Messungen, z.B. in Moto GP, WRC und WRC2 Rennwagen.
Spezifische Anwendungsfälle
Neben den genannten Anwendungen eignen sich magnetoelastische Kraftsensoren auch für spezifische Anwendungsfälle wie den Überlastschutz. Da der Sensor nicht im Kraftfluss liegt, ist er unempfindlich gegenüber Überlastung. Auch in beengten Räumen spielen die Sensoren ihre Vorteile aus, da ihre kompakte Bauweise den Einsatz in kleinen Räumen ermöglicht. Magnetfeldsensoren erfassen verschleißfrei alle beweglichen und unbeweglichen magnetischen Objekte, wie IPF Electronic zeigt.
Unempfindlichkeit gegenüber Überlastung, da der Sensor nicht im Kraftfluss liegt.
Kompakte Bauweise ermöglicht den Einsatz in kleinen Räumen.
Robustheit und Langzeitstabilität sichern zuverlässige Messergebnisse
Vorteile und Eigenschaften im Detail
Robustheit und Zuverlässigkeit
Die Robustheit und Zuverlässigkeit von magnetoelastischen Kraftsensoren sind entscheidende Vorteile. Sie sind unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen wie Wasser, Öl, Staub und Temperatur. Darüber hinaus zeichnen sie sich durch eine hohe Langzeitstabilität aus, die über lange Betriebszeiten zuverlässige Messergebnisse gewährleistet. Da sie keine mechanischen Verschleißteile enthalten, sind magnetoelastische Sensoren wartungsfrei. Die magnetoelastische Drehmomentmessung ist DIE Alternative zu mechanischen Drehmomentsensoren, wie melectric-systems.de erklärt.
Wasser, Öl, Staub, Temperatur.
Hohe Stabilität über lange Betriebszeiten.
Keine mechanischen Verschleißteile.
Messgenauigkeit und Flexibilität
Neben ihrer Robustheit bieten magnetoelastische Kraftsensoren auch eine hohe Messgenauigkeit und Flexibilität. Es sind OEM- und kundenspezifische Lösungen verfügbar, um den spezifischen Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht zu werden. Für eine hohe Genauigkeit ist eine Zweipunktkalibrierung notwendig, um die Sensorwerte an die tatsächliche Belastung anzupassen. Unsere Temperatursensorik bietet Ihnen weitere Informationen über unsere Produkte.
OEM- und kundenspezifische Lösungen verfügbar.
Zweipunktkalibrierung für hohe Genauigkeit notwendig.
Vielfältige Schnittstellen erleichtern die Datenintegration
Signalverarbeitung und Datenausgabe
Analoge und digitale Schnittstellen
Magnetoelastische Kraftsensoren bieten eine Vielzahl von analogen und digitalen Schnittstellen für die Signalverarbeitung und Datenausgabe. Es stehen verschiedene Ausgänge wie 0-5 V, 0-10 V, 4-20 mA, CAN BUS, I2C, UART und Bluetooth zur Verfügung. Zusätzlich ermöglichen Android Apps und CAN BUS Gateways eine drahtlose Konnektivität für die Datenübertragung. Die magnetoelastische Drehmomentmessung ist DIE Alternative zu mechanischen Drehmomentsensoren, wie melectric-systems.de erklärt.
0-5 V, 0-10 V, 4-20 mA, CAN BUS, I2C, UART, Bluetooth.
Android Apps und CAN BUS Gateways für Datenübertragung.
Zusätzliche Messgrößen
Die Sensoren können auch zur Integration von zusätzlichen Messgrößen wie Temperatur, Beschleunigung und Drehzahl verwendet werden. Dies ermöglicht eine umfassende Erfassung von Prozessparametern. Darüber hinaus bieten die Systeme Möglichkeiten zur langfristigen Speicherung von Messdaten, was für die Analyse und Optimierung von Prozessen von Vorteil ist. Unsere Differenzdruck- und Absolutdruck- Lösungen ergänzen unser Angebot.
Temperatur, Beschleunigung, Drehzahl.
Möglichkeiten zur langfristigen Speicherung von Messdaten.
Signalverarbeitung kompensiert nicht-symmetrische Anordnungen
Herausforderungen und Lösungen
Nicht-symmetrische Anordnungen
Eine Herausforderung bei magnetoelastischen Kraftsensoren sind nicht-symmetrische Anordnungen der Sensorarme. Diese können zu Messfehlern führen, die jedoch durch eine geeignete Signalverarbeitung kompensiert werden können. Ein weiterer Aspekt ist der Kalibrierungsaufwand, da für eine hohe Genauigkeit eine Zweipunktkalibrierung erforderlich ist. Die magnetoelastic force sensor compensates for distance dependence by detecting the transmitting coil's inductance or a uniquely associated electrical quantity, eliminating the need for a separate distance sensor, wie das Patent EP2769192A1 beschreibt.
Berücksichtigung nicht-symmetrischer Anordnungen der Sensorarm.
Kalibrierungsaufwand
Um die optimale Leistung der Sensoren zu gewährleisten, ist ein gehärteter und entmagnetisierter Messabschnitt erforderlich. Dies stellt sicher, dass die magnetischen Eigenschaften des Materials optimal für die Kraftmessung geeignet sind. Unsere Dehnungsmessstreifen-Kraftsensoren bieten Ihnen weitere Einblicke in die Technologie.
Zweipunktkalibrierung für hohe Genauigkeit.
Materialeigenschaften
Benötigt gehärteten und entmagnetisierten Messabschnitt.
Predictive Maintenance steigert Effizienz und senkt Kosten
Zukunftsperspektiven und technologische Entwicklungen
Fortschritte in der Sensortechnologie
Die Zukunft der magnetoelastischen Kraftsensoren ist vielversprechend. Fortschritte in der Sensortechnologie ermöglichen die Entwicklung noch kleinerer und kompakterer Sensoren. Auch die Messgenauigkeit und Auflösung der Messwerte werden kontinuierlich gesteigert. Ein wichtiger Trend ist die Integration der Sensoren in Industrie 4.0-Anwendungen, wo sie zur vorausschauenden Wartung (Predictive Maintenance) und zur Leistungsmessung eingesetzt werden können. Die magnetoelastic force sensor compensates for distance dependence by detecting the transmitting coil's inductance or a uniquely associated electrical quantity, eliminating the need for a separate distance sensor, wie das Patent EP2769192A1 beschreibt.
Entwicklung noch kleinerer und kompakterer Sensoren.
Steigerung der Genauigkeit und Auflösung der Messwerte.
Integration in Industrie 4.0
Durch die Überwachung von Wartungsintervallen tragen die Sensoren zur Effizienzsteigerung und Kostensenkung bei. Die magnetoelastische Drehmomentmessung ist DIE Alternative zu mechanischen Drehmomentsensoren, wie melectric-systems.de erklärt. Unsere Hydraulische-Kraftsensoren bieten Ihnen weitere Einblicke in die Technologie.
Einsatz zur vorausschauenden Wartung.
Leistungsmessung und Überwachung von Wartungsintervallen.
Magnetoelastische Kraftsensoren: Ihr Partner für präzise Messlösungen
Magnetoelastische Kraftsensoren bieten eine robuste, präzise und wirtschaftliche Lösung für anspruchsvolle Messaufgaben. Mit ihrer Unempfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen, ihrer hohen Langzeitstabilität und ihrer vielfältigen Einsatzmöglichkeiten sind sie eine ideale Wahl für zahlreiche industrielle Anwendungen. Ob in der Automobilindustrie, im Maschinenbau oder in der Prozessautomation – magnetoelastische Sensoren tragen dazu bei, Prozesse zu optimieren, die Effizienz zu steigern und Kosten zu senken. Die magnetoelastic force sensor compensates for distance dependence by detecting the transmitting coil's inductance or a uniquely associated electrical quantity, eliminating the need for a separate distance sensor, wie das Patent EP2769192A1 beschreibt.
Wir bei Sentac sind Ihr kompetenter Partner für magnetoelastische Kraftsensoren. Wir bieten Ihnen nicht nur hochwertige Sensoren, sondern auch umfassende Beratung und Unterstützung bei der Auswahl der richtigen Lösung für Ihre spezifischen Anforderungen. Unsere Experten stehen Ihnen von der Konzeption bis zur Implementierung zur Seite und helfen Ihnen, das volle Potenzial dieser innovativen Technologie auszuschöpfen. Kontaktieren Sie uns noch heute, um mehr über unsere Produkte und Dienstleistungen zu erfahren. Unsere Hydraulische-Kraftmesssysteme bieten Ihnen weitere Einblicke in die Technologie.
Sind Sie bereit, Ihre Messprozesse zu optimieren und von den Vorteilen magnetoelastischer Kraftsensoren zu profitieren? Fordern Sie jetzt Ihr individuelles Angebot an und lassen Sie sich von unseren Experten beraten. Gemeinsam finden wir die optimale Lösung für Ihre anspruchsvollen Anwendungen. Kontaktieren Sie uns noch heute!
Weitere nützliche Links
KSB erläutert das Messprinzip der magnetoelastischen Messung, das auf der magnetischen Permeabilitätsänderung bei Drehmoment- oder Kraftmessung basiert.
IPF Electronic zeigt, wie Magnetfeldsensoren verschleißfrei alle beweglichen und unbeweglichen magnetischen Objekte erfassen.
Das Patent EP2769192A1 beschreibt, wie magnetoelastische Kraftsensoren die Distanzabhängigkeit kompensieren, indem sie die Induktivität der Übertragungsspule oder eine eindeutig zugeordnete elektrische Größe erfassen, wodurch ein separater Abstandssensor überflüssig wird.
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) bietet Informationen und Forschungsergebnisse im Bereich der Materialforschung und -prüfung.
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) ist das nationale Metrologieinstitut Deutschlands und bietet Informationen zu präzisen Messungen und Standards.
VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik bietet Fachwissen und Informationen im Bereich der Mess- und Automatisierungstechnik.
IEEE Xplore bietet Zugang zu einer umfangreichen Sammlung von wissenschaftlichen und technischen Publikationen im Bereich Elektrotechnik und Informatik.
FAQ
Was sind magnetoelastische Kraftsensoren und wie funktionieren sie?
Magnetoelastische Kraftsensoren nutzen die Änderung der magnetischen Permeabilität ferromagnetischer Materialien unter mechanischer Spannung, um Kraft und Drehmoment präzise zu messen. Sie basieren auf dem inversen magnetostriktiven Effekt.
Welche Vorteile bieten magnetoelastische Sensoren gegenüber herkömmlichen Kraftsensoren?
Sie sind robust gegenüber Vibrationen, Stößen, Wetter und Temperaturschwankungen, decken einen breiten Messbereich ab und sind in der Massenproduktion kosteneffizient.
In welchen industriellen Anwendungen werden magnetoelastische Kraftsensoren eingesetzt?
Sie werden in der Drehmomentmessung in Antrieben, Getrieben und Motoren, in Pumpensystemen zur Überwachung von Kräften und Drehmomenten sowie in der Automobilindustrie für Drivetrain-Messungen eingesetzt.
Sind magnetoelastische Kraftsensoren wartungsintensiv?
Nein, da sie keine mechanischen Verschleißteile enthalten, sind magnetoelastische Sensoren wartungsfrei und bieten eine hohe Langzeitstabilität.
Welche Schnittstellen bieten magnetoelastische Kraftsensoren für die Datenausgabe?
Sie bieten eine Vielzahl von analogen und digitalen Schnittstellen wie 0-5 V, 0-10 V, 4-20 mA, CAN BUS, I2C, UART und Bluetooth.
Können magnetoelastische Kraftsensoren in beengten Räumen eingesetzt werden?
Ja, ihre kompakte Bauweise ermöglicht den Einsatz in kleinen Räumen, was besonders in Anwendungen wie Rennwagen von Vorteil ist.
Wie genau sind magnetoelastische Kraftsensoren?
Sie bieten eine hohe Messgenauigkeit, insbesondere nach einer Zweipunktkalibrierung, die die Sensorwerte an die tatsächliche Belastung anpasst.
Welche Rolle spielen magnetoelastische Kraftsensoren in Industrie 4.0-Anwendungen?
Sie werden zur vorausschauenden Wartung (Predictive Maintenance) und zur Leistungsmessung eingesetzt, um die Effizienz zu steigern und Kosten zu senken.
