Ein Kraftmessgerät wird häufig in der Industrie für die Messung von Kräften in Zug und Druck benutzt. Es kann in allen Abteilungen einer Firma angewendet werden: Forschung, Qualitätssicherung, Labor, Fertigung, dem Feld usw. Es gibt hauptsächlich zwei Typen von Kraftmessgeräten, nämlich mechanische und elektronische.
Ein elektronisches Kraftmessgerät ist – vereinfacht dargestellt – ein tragbares Werkzeug, das aus einem Kraftsensor, einer elektronischen Karte, einer Software und einem Display besteht. Der Kraftsensor ist ein elektronisches System für die Umwandlung einer Kraft in ein elektrisches Signal. Die ausgeübte Kraft verformt die Dehnungsmessstreifen. Diese Dehnungsmesseinrichtungen wandeln die Verformung (mechanische Belastung) in ein elektrisches Signal um. Die Software und Elektronik in dem Gerät zeigen die elektrische Spannung mit einem Kraftwert auf dem Display an.
Die Haupt Maßeinheiten sind der Newton und das Pfund. Das Maximum ist das häufig gesuchte Ergebnis bei Kraftmessungen: dadurch kann festgestellt werden, ob ein Produkt konform ist oder nicht. Einige Beispiele von Kraftmessungen: Überprüfung von Federn, Crimpverbindungen und Kabelschuh, Knopftests, Klebstoff usw. Andere kompliziertere Tests können auch durchgeführt werden wie u.a. Peeling-, Reibungs- oder Textur Tests.
Elektronische Kraftmessgeräte verwenden eine Dehnungsmessstreifen, um die Beanspruchung zu messen. Das Prinzip ist wie folgt:
Die Dehnungsmessstreifen Eine Dehnungsmesseinrichtung besteht aus einer Widerstandsspur und einem deformierbaren Stützelement. | |||
| Widerstandsspur | Deformierbares Stützelement | ||
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| Verformung der Dehnungsmessstreifen | |||
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 Die Wheatstone Brücke Um die Kraftänderungen zu messen, misst man die Widerstandsänderungen der Dehnungsmessstreifen. Dafür wird eine elektrische Schaltung die so genannte Wheatstone Brücke benutzt (siehe Bild). Diese Schaltung besteht aus 4 in parallel gestellte Dehnungsmessstreifen für eine bessere Linearität.Die Änderung der Dehnungsmessstreifen verändert die vom Voltmeter gemessene Spannung (siehe unten). Der gemessene Wert ist zu den Änderungen der Dehnungsmessstreifen proportional und wird folgendermaßen berechnet:
V = (E x (R1 / (R1 + R4)) – E x (R2 / (R2 + R3))) | |||
Von der Dehnungsmesseinrichtung bis zum Kraftmessgerät | |||
| Analog | Numerisch | ||
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 | SSoftware Verarbeitung Filters Berechnungen  | ||
| Um in ein Kraftmessgerät montiert zu werden, müssen die Dehnungsmessstreifen sorgfältig auf einen verformbaren Körper je nach Kapazität aus Aluminium oder Stahl geklebt werden. Dieser Körper hat eine besondere Geometrie, die eine starke und mehrmalige Verformung gewährleistet. Die Dehnungsmesseinrichtungen sollten die Formen des Gehäuses für eine gute Messung anpassen. | Die Messung der Spannungsänderungen erfolgt durch eine Datenerfassungskarte, welche das Analog Signal in digitales Signal wandelt. | Diese elektronische Karte hat eine Software für die Informationskonditionierung: Filterung der Werte, Berechnungen (Maximum zum Beispiel), RS232 Ausgang usw. | |
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Schließlich übermittelt die Software die Informationen auf das Display, welches ermöglicht, Messungen und Ergebnisse oder auch den Kurvenverlauf anzuzeigen. All diese Elemente ermöglichen ein autonomes und tragbares Kraftmessgerät, das mit einer Batterie und einer Schutzschale ausgerüstet ist.
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