Warum ist die Erfassungsgeschwindigkeit für die Kraftmessung entscheidend?

Ein Parameter, der bei Kraft- oder Drehmomentmessungen nicht immer berücksichtigt wird, ist die Erfassungsgeschwindigkeit des Messgeräts am Sensor. Dieser Parameter kann jedoch für bestimmte Messungen entscheidend sein. Insbesondere treten Probleme auf, wenn Proben getestet werden sollen, die schnell brechen, wie beispielsweise Glas, bestimmte Metalle oder harte Kunststoffe. Ist die Erfassungsrate des Sensors nicht hoch genug, ist es schwierig, wiederholbare Maximalwerte für die Kraft zu erhalten. Generell gilt: Je höher die Erfassungsrate, desto geringer ist das Fehlerrisiko. Eine Erfassungsfrequenz von 500 Hz ist heute in der Regel das Minimum.

Was versteht man unter Erfassungsgeschwindigkeit oder -frequenz?

In jedem digitalen System werden die Werte vom Kraft- oder Drehmomentsensor – anders als bei einem analogen Messgerät – nie wirklich kontinuierlich ausgelesen. Das Anzeigegerät liest die Werte in regelmäßigen Abständen mit einer bestimmten Frequenz vom Sensor ab. Die Erfassungs- oder Abtastfrequenz ist daher die Anzahl der Abtastvorgänge pro Sekunde, bei denen das Anzeigegerät die Werte vom Kraftsensor abliest. Sie wird in Hz (Hertz) angegeben.

Wenn Sie die Kurve erfassen, wird die Anzahl der Punkte Ihrer Kurve durch diese Erfassungsfrequenz bestimmt. Dabei ist jedoch Vorsicht geboten, da die Erfassungsfrequenz am Sensor und an der Verbindung zum Computer in der Regel unterschiedlich ist. Dies erklärt auch, warum beispielsweise das Ergebnis der Maximalwertberechnung auf dem Display oft genauer ist als das nach der Erfassung auf dem Computer.

Bei unseren Centor Touch-Kraftmessern beträgt die Erfassungsrate des Sensors beispielsweise 5.000 Hz, die Übertragungsrate zum Computer liegt derzeit jedoch bei 1.000 Hz. Daher kann es zu geringfügigen Abweichungen bei den Ergebnissen kommen. Im Allgemeinen sollten Sie sich daher lieber auf die Anzeige verlassen.

Erklärung :

Bei Bruchversuchen an Materialien, die schnell brechen, erhalten wir häufig Kurven wie die nebenstehende: Die Kraft fällt innerhalb weniger Millisekunden sehr schnell von ihrem Höchstwert auf 0 ab.

Kurvenzoom bei 200 Hz

ZOOM-Kurve bei 100 Hz

Wenn man nun den Spitzenwert der Kurve mit zwei verschiedenen Erfassungsfrequenzen (100 Hz und 200 Hz) vergrößert, fällt deutlich auf, dass die Kurve eigentlich nicht kontinuierlich ist, sondern aus einer Abfolge von Punkten besteht. Man erkennt schnell, dass das Maximum bei der 100-Hz-Kurve niedriger ist als das der 200-Hz-Kurve.