Notes
Drehmomentmessnabe: Eine Drehmomentmessnabe (oft auch als Drehmomentsensor-Nabe oder einfach Drehmomentsensor bezeichnet) ist ein spezialisiertes Messgerät, das entwickelt wurde, um das Drehmoment zu erfassen, das in einer rotierenden Welle oder Achse wirkt. Sie ist so konstruiert, dass sie direkt in ein System integriert werden kann, wo das Drehmoment gemessen werden muss, beispielsweise zwischen einem Motor und einem Getriebe oder an der Radnabe eines Fahrzeugs.
Aufbau und Funktionsweise
Eine Drehmomentmessnabe besteht typischerweise aus mehreren Schlüsselkomponenten, die zusammenarbeiten, um präzise Drehmomentdaten zu liefern:
Dehnungsmessstreifen (DMS): Dies sind die Kernkomponenten der Messung. Sie sind auf einem speziell konstruierten Abschnitt der Nabe, oft einem dünneren oder hohlgebohrten Bereich, angebracht. Wenn die Welle, durch die die Nabe verläuft, einem Drehmoment ausgesetzt wird, verformt sich dieser Bereich minimal. Die Dehnungsmessstreifen erfassen diese winzigen Verformungen und wandeln sie in elektrische Widerstandsänderungen um.
Messbrücke: Die Dehnungsmessstreifen sind in einer Wheatstone-Brücke angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht die sehr präzise Erfassung selbst kleinster Widerstandsänderungen und wandelt sie in ein messbares Spannungssignal um.
Signalkonditionierung: Das von der Messbrücke erzeugte Rohsignal ist oft sehr klein und muss verstärkt und gefiltert werden, um Rauschen zu eliminieren und die Genauigkeit zu verbessern. Diese Aufgabe übernimmt die Signalkonditionierungselektronik, die oft direkt in der Nabe integriert ist.
Datenübertragung (oft drahtlos): Da die Nabe rotiert, muss das Messsignal drahtlos übertragen werden. Dies geschieht häufig über Funktechnologien wie Bluetooth, WLAN oder spezielle proprietäre Funkprotokolle. Manchmal werden auch Schleifringe verwendet, die jedoch Verschleiß unterliegen und in vielen modernen Anwendungen vermieden werden.
Torque measurement system: A torque measurement system is designed to quantify the amount of rotational force, or torque, applied to or generated by an object. It converts this mechanical quantity into a measurable electrical signal.
It works by using a sensor to convert rotational force into an electrical signal, which is then amplified, digitized, and displayed/analyzed to provide a quantitative measure of the torque.
This torque sensor is the main component that directly interacts with the rotating or stationary object experiencing the torque. It functions as a transducer, converting the applied torque into a proportional electrical signal (usually voltage or current).
Torque Sensor (Transducer): This is the core component that directly interacts with the rotating or stationary object experiencing the torque. It functions as a transducer, converting the applied torque into a proportional electrical signal (usually voltage or current).
Working Principle: Most modern torque sensors utilize strain gauges bonded to a specially designed elastic element (like a shaft or beam). When torque is applied, this element deforms slightly, causing the strain gauges to change their electrical resistance. These changes are then measured using a Wheatstone bridge circuit.
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