CH717163B1

CH717163B1 - Device for testing sensors for slow-moving vehicles.

Info

Publication number: CH717163B1
Application number: CH00209/20A
Authority: CH
Inventors: Tanner Rudolf
Original assignee: Mechmine Llc
Priority date: 2020-02-23
Filing date: 2020-02-23
Publication date: 2022-10-31
Also published as: CH717163A1

Abstract

Vorrichtung (10) zur Prüfung eines Sensors für einen Langsamläufer umfasst eine Unwucht, welche drehbar in einer ortsfesten Halterung (13) gehalten ist. Eine Antriebseinheit (17) ist mit der Unwucht drehfest verbunden, wobei die Unwucht von einer Antriebseinheit (17) antreibbar ist. Der Sensor ist bei der Prüfung auf der Halterung (13) befestigt.Device (10) for testing a sensor for a low-speed machine comprises an unbalance which is rotatably held in a stationary holder (13). A drive unit (17) is non-rotatably connected to the imbalance, the imbalance being drivable by a drive unit (17). The sensor is attached to the bracket (13) during the test.

Description

Hintergrundbackground

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung von Sensoren für Langsamläufer. Die Sensoren können zur insbesondere zur Messung von Schwingungen oder Vibrationen geeignet sein, beispielsweise kann ein Beschleunigungssensor zum Einsatz kommen. Insbesondere umfasst die Erfindung eine Vorrichtung zur Prüfung von Sensoren für Langsamläufer zur Messung von Messdaten von Vibrationen oder Schwingungen von drehenden Wellen, insbesondere langsam drehenden Wellen. The present invention relates to a device for testing sensors for slow-moving vehicles. The sensors can be suitable in particular for measuring oscillations or vibrations, for example an acceleration sensor can be used. In particular, the invention includes a device for testing sensors for low-speed motors for measuring measurement data from vibrations or oscillations of rotating shafts, in particular slowly rotating shafts.

Stand der TechnikState of the art

[0002] Das Ausmessen und Vergleichen von Sensoren an sehr langsam drehenden Wellen verlangt nach einer Möglichkeit sehr niedrige Frequenzen, d.h. Frequenzen, die der Drehfrequenz der Welle entsprechen, zu erzeugen. Dies kann z.B. über eine Unwucht bewerkstelligt werden. Measuring and comparing sensors on very slowly rotating shafts requires a way to generate very low frequencies, i.e. frequencies that correspond to the frequency of rotation of the shaft. This can be accomplished, for example, with an imbalance.

[0003] Das Messen von Schwingungen mit Frequenzen unter 10 Hz, die z.B. durch Unwucht, Lagerdefekte oder andere Artefakte entstehen, ist in der Praxis und im Labor sehr schwierig. Zur Erzeugung von Schwingungen zur Vibrationsmessung verwendet man sogenannte Shaker, das heisst Schüttler. Der Shaker erzeugt eine Schüttelfrequenz. Je niedriger die erforderliche Schüttelfrequenz ist, desto grösser wird die Bauform eines Shakers und der Preis für einen solchen Shaker steigt rapide an. Da die internationale Norm ISO-10816 nur einen Frequenzbereich von 10 Hz bis 1000 Hz vorschreibt, ist es nicht verwunderlich, dass kommerzielle Shaker für Schüttelfrequenzen ab 5 Hz oder 10 Hz erhältlich sind. Es gibt aber auch Shaker, welche Schwingungen mit einer Schüttelfrequenz von 1 Hz erzeugen können [1,2,3]. The measurement of vibrations with frequencies below 10 Hz, e.g. caused by imbalance, bearing defects or other artefacts, is very difficult in practice and in the laboratory. So-called shakers, i.e. shakers, are used to generate oscillations for vibration measurement. The shaker generates a shaking frequency. The lower the required shaking frequency, the larger the design of a shaker and the price for such a shaker increases rapidly. Since the international standard ISO-10816 only specifies a frequency range of 10 Hz to 1000 Hz, it is not surprising that commercial shakers are available for shaking frequencies from 5 Hz or 10 Hz. However, there are also shakers that can generate vibrations with a shaking frequency of 1 Hz [1,2,3].

[0004] Eine Schüttelfrequenz von 1 Hz entspricht einer Drehzahl an einer rotierenden Maschine, beispielsweise einer Welle, von umgerechnet 60 Umdrehungen/min nachfolgend mit 60 RPM bezeichnet. Für viele Anwendungen sind jedoch Drehzahlen unter 60 RPM üblich, beispielsweise für Gondelbahnen, Standseilbahnen, Mühlen oder Getriebewellen. Diese Anwendungen werden nachfolgend mit dem Begriff Langsamläufer bezeichnet. A shaking frequency of 1 Hz corresponds to a speed on a rotating machine, for example a shaft, of the equivalent of 60 revolutions/min, hereinafter referred to as 60 RPM. For many applications, however, speeds below 60 RPM are common, for example for gondola lifts, funicular railways, mills or gear shafts. In the following, these applications will be referred to as the slow-moving term.

[0005] Für solche Langsamläufer bieten Hersteller spezielle Beschleunigungssensoren an, deren untere Eckfrequenz 0.1 Hz (sog. -3dB Punkt) ist. Eine Drehzahl von 10 RPM resultiert in einer Frequenz von 0.166 Hz, was mit diesen Beschleunigungssensoren noch knapp messbar ist, wenn die Sensor-Empfindlichkeit und die Auflösung der Digitalisierungseinheit für das Sensorsignal ausreichen. Aber die gemachten Angaben der Sensorhersteller bezüglich der unteren Eckfrequenz beruhen nicht auf Labormessungen, sondern auf Simulationen der elektronischen Schaltung im Sensor. [0005] Manufacturers offer special acceleration sensors for such slow-moving vehicles, the lower cut-off frequency of which is 0.1 Hz (the so-called −3 dB point). A speed of 10 RPM results in a frequency of 0.166 Hz, which is just barely measurable with these acceleration sensors if the sensor sensitivity and the resolution of the digitization unit for the sensor signal are sufficient. However, the information provided by the sensor manufacturers regarding the lower corner frequency is not based on laboratory measurements, but on simulations of the electronic circuit in the sensor.

[0006] Um aber solche Beschleunigungssensoren im Labor prüfen und vergleichen zu können, bedarf es einer kostengünstigen und einfachen Vorrichtung, welche solche Versuche ermöglicht. Interessanterweise hat eine Recherche ergeben, dass noch wenige einen solchen Versuch publiziert oder eine solche Versuchsanlage präsentiert haben [4,5,6,7]. However, in order to be able to test and compare such acceleration sensors in the laboratory, an inexpensive and simple device is required which enables such tests. Interestingly, research has shown that few have published such a test or presented such a test facility [4,5,6,7].

[0007] Bekannte Shaker für niedrige Frequenzen weisen beispielsweise einen Linearmotor auf, der eine Prüfplattform in Bewegung versetzen kann, wobei der Linearmotor eine Oszillationsbewegung der Prüfplattform erzeugt. Ein Ausführungsbeispiel für eine oszillierende Prüfplattform ist in der EP2063275 B1 gezeigt. Ein derartiger Linearmotor kann einen Eisenkern und eine Spule umfassen, wobei ein sinusförmig oszillierendes Magnetfeld der Spule den Eisenkern hin-und-her bewegt, der ebenfalls mit einer Prüfplattform verbunden sein kann. Known shakers for low frequencies have, for example, a linear motor that can set a test platform in motion, the linear motor generating an oscillating movement of the test platform. An exemplary embodiment of an oscillating test platform is shown in EP2063275 B1. Such a linear motor can comprise an iron core and a coil, with a sinusoidally oscillating magnetic field of the coil moving the iron core back and forth, which can also be connected to a test platform.

[0008] Eine Prüfplattform für Beschleunigungssensoren für niedrige Frequenzen im Bereich von 5.6 × 10<-6>Hz bis 10Hz ist in der CN102539833A gezeigt. Die Prüfplattform besteht aus zwei Komponenten, einem Drehtisch, der eine geschwindigkeitsstabilisierende Plattform aufweist, auf welcher eine angetriebene Plattform angeordnet ist. [0008] A test platform for acceleration sensors for low frequencies in the range from 5.6×10<-6>Hz to 10Hz is shown in CN102539833A. The test platform consists of two components, a turntable which has a speed stabilizing platform on which a powered platform is placed.

[0009] Eine der Oberseite der geschwindigkeitsstabilisierenden Plattform gegenüberliegende Plattform ist parallel zum Boden ausgerichtet. Die geschwindigkeitsstabilisierende Plattform weist eine rotierende Welle auf, die senkrecht zum Boden angeordnet ist. A platform opposite the top of the rate stabilizing platform is oriented parallel to the ground. The rate stabilizing platform has a rotating shaft that is perpendicular to the ground.

[0010] Die angetriebene Plattform ist auf einer Oberseite der geschwindigkeitsstabilisierenden Plattform angeordnet, der Beschleunigungsmesser ist auf einer Oberseite der angetriebenen Plattform installiert. Eine Eingangswelle des Beschleunigungssensors ist parallel zur horizontal ausgerichteten Oberseite angeordnet. Die Niederfrequenz-Leistungskalibrierungsplattform für den Beschleunigungsmesser basiert auf einem Beschleunigungssimulations-Drehtisch, die auf den Beschleunigungssensor wirkende Beschleunigungsamplitude wird durch die Winkelgeschwindigkeit und den Arbeitsradius der geschwindigkeitsstabilisierenden Plattform des Drehtisches sowie die angetriebene Plattform der Drehplattform bestimmt. Die Frequenz der Beschleunigung und Kalibrierung der Super-Niederfrequenz-Leistung des Beschleunigungsmessers wird durch Steuerung der Drehbewegung der angetriebenen Plattform bei niedriger Geschwindigkeit erreicht. The driven platform is arranged on a top of the speed stabilizing platform, the accelerometer is installed on a top of the driven platform. An input shaft of the acceleration sensor is arranged parallel to the horizontally oriented upper side. The low-frequency accelerometer performance calibration platform is based on an acceleration simulation turntable, the acceleration amplitude acting on the accelerometer sensor is determined by the angular velocity and working radius of the speed-stabilizing platform of the turntable, as well as the driven platform of the turntable. The frequency of acceleration and calibration of the accelerometer super low frequency performance is achieved by controlling the rotary motion of the powered platform at low speed.

[0011] Anstelle einer angetriebenen Plattform ist in der CN205670160U eine Spindel angebracht, welche zeitgleich mit der Drehbewegung einen Schlitten hin und her bewegen kann, auf welchem ein Beschleunigungssensor befestigt ist. Durch die Rotation und das zeitgleiche Verschieben des Schlittens sollen kleine Beschleunigungen mit grossem Hub generiert werden können. Das Signal des Beschleunigungssensors muss auch gemäss dieser Variante mit Schleifringen abgeführt werden. Zudem entstehen Vibrationen durch die Drehbewegung der Spindel und das Verschieben des Schlittens. Instead of a driven platform, a spindle is fitted in the CN205670160U, which can move a carriage back and forth at the same time as the rotary movement, on which an acceleration sensor is attached. The rotation and the simultaneous displacement of the slide should be able to generate small accelerations with a large stroke. According to this variant, the signal from the acceleration sensor must also be dissipated using slip rings. In addition, vibrations are caused by the rotary movement of the spindle and the displacement of the carriage.

[0012] Gemäss der CN102539833A und der CN205670160U wirkt die Fliehkraft direkt auf den zu messenden Beschleunigungssensor ein. According to CN102539833A and CN205670160U, the centrifugal force acts directly on the acceleration sensor to be measured.

[0013] Als nachteilig an diesen vorbekannten Lösungen ist die Notwendigkeit anzusehen, dass zur Abführung des elektrischen Signals des Beschleunigungssensors aufgrund von dessen Drehbewegung Schleifringe benötigt werden, die selbst Vibrationen und signifikante Rauschsignale erzeugen können. A disadvantage of these previously known solutions is the necessity that slip rings are required for dissipating the electrical signal of the acceleration sensor due to its rotational movement, which can themselves generate vibrations and significant noise signals.

Aufgabe der Erfindungobject of the invention

[0014] Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer kostengünstigen und einfachen Vorrichtung zur Prüfung von Sensoren für einen Langsamläufer, welche Messungen erlaubt, um Sensoren insbesondere an sehr langsam drehenden Wellen zu prüfen und deren Empfindlichkeit zu vergleichen. The object of the invention is to provide an inexpensive and simple device for testing sensors for a low-speed machine, which allows measurements to check sensors, especially on very slowly rotating shafts, and to compare their sensitivity.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

[0015] Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch eine Vorrichtung gemäss Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Vorrichtung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 10. The object of the invention is achieved by a device according to claim 1. Advantageous exemplary embodiments of the device are the subject of claims 2 to 10.

[0016] Wenn der Begriff „beispielsweise“ in der nachfolgenden Beschreibung verwendet wird, bezieht sich dieser Begriff auf Ausführungsbeispiele und/oder Ausführungsformen, was nicht notwendigerweise als eine bevorzugtere Anwendung der Lehre der Erfindung zu verstehen ist. In ähnlicher Weise sind die Begriffe „vorzugsweise“, „bevorzugt“ zu verstehen, indem sie sich auf ein Beispiel aus einer Menge von Ausführungsbeispielen und/oder Ausführungsformen beziehen, was nicht notwendigerweise als eine bevorzugte Anwendung der Lehre der Erfindung zu verstehen ist. Dementsprechend können sich die Begriffe „beispielsweise“, „vorzugsweise“ oder „bevorzugt“ auf eine Mehrzahl von Ausführungsbeispielen und/oder Ausführungsformen beziehen. When the term "for example" is used in the following description, this term refers to exemplary embodiments and/or embodiments, which is not necessarily to be construed as a more preferred application of the teachings of the invention. Similarly, the terms "preferably", "preferred" should be understood as referring to one example from a set of exemplary embodiments and/or embodiments, which should not necessarily be construed as a preferred application of the teachings of the invention. Accordingly, the terms "for example," "preferably," or "preferred" may refer to a plurality of exemplary embodiments and/or embodiments.

[0017] Die nachfolgende detaillierte Beschreibung enthält verschiedene Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemässe Vorrichtung. Die Beschreibung einer bestimmten Vorrichtung ist nur als beispielhaft anzusehen. In der Beschreibung und den Ansprüchen werden die Begriffe „enthalten“, „umfassen“, „aufweisen“ als „enthalten, aber nicht beschränkt auf interpretiert. The following detailed description contains various exemplary embodiments of the device according to the invention. The description of any particular device is to be considered as exemplary only. In the specification and claims, the terms "include," "comprise," "have" are interpreted as including, but not limited to.

[0018] Unter einem Langsamläufer wird in der nachfolgenden Beschreibung eine Maschine verstanden, welche Umdrehungen von maximal 60 RPM ausführt. In the following description, a low-speed machine is understood as meaning a machine which performs revolutions of a maximum of 60 RPM.

[0019] Die Vorrichtung zur Prüfung eines Sensors zur Messung einer Beschleunigung oder einer Schwinggeschwindigkeit für einen Langsamläufer umfasst eine Unwucht, welche drehbar in einer ortsfesten Halterung gehalten ist. Eine Antriebseinheit ist drehfest mit der Unwucht verbunden, wobei die Unwucht von einer Antriebseinheit antreibbar ist. Der Sensor ist auf der Halterung befestigt. Insbesondere kann der Sensor als Beschleunigungssensor ausgebildet sein. The device for testing a sensor for measuring an acceleration or a vibration speed for a slow-moving vehicle includes an unbalance which is held rotatably in a stationary holder. A drive unit is non-rotatably connected to the imbalance, the imbalance being drivable by a drive unit. The sensor is attached to the bracket. In particular, the sensor can be designed as an acceleration sensor.

[0020] Gemäss einem Ausführungsbeispiel ist die Unwucht über eine Welle mit der Antriebseinheit verbunden. Die Antriebseinheit kann ein Getriebe beinhalten, um ein höheres Drehmoment erzeugen zu können, um eine stabilere Winkelgeschwindigkeit zu erzielen. According to one embodiment, the imbalance is connected to the drive unit via a shaft. The drive unit may include a gear box to be able to generate a higher torque in order to achieve a more stable angular velocity.

[0021] Insbesondere kann die Welle mittels eines Lagers in der Halterung drehbar sein. Das Lager kann als Wälzlager oder als Gleitlager ausgebildet sein. Die Halterung kann einen Stahlträger umfassen. In particular, the shaft can be rotated by means of a bearing in the holder. The bearing can be designed as a roller bearing or as a plain bearing. The bracket may include a steel beam.

[0022] Gemäss einem Ausführungsbeispiel umfasst die Unwucht ein drehbares Gestänge und eine am Gestänge befestigte Masse. Insbesondere kann die Masse am Ende des Gestänges befestigt sein. According to one embodiment, the imbalance includes a rotatable linkage and a mass attached to the linkage. In particular, the mass can be attached to the end of the linkage.

[0023] Gemäss einem Ausführungsbeispiel kann die Welle mittels eines Kopplungselements mit der Antriebseinheit verbunden sein. Das Kopplungselement kann derart ausgebildet sein, dass keine Vibrationen der Antriebseinheit auf die Welle oder die Halterung übertagen werden können. According to one embodiment, the shaft can be connected to the drive unit by means of a coupling element. The coupling element can be designed in such a way that no vibrations from the drive unit can be transmitted to the shaft or the mount.

[0024] Auf der Halterung kann eine Mehrzahl von Sensoren angebracht werden. Insbesondere kann auf der Halterung eine Mehrzahl von Beschleunigungssensoren angebracht werden. A plurality of sensors can be attached to the holder. In particular, a plurality of acceleration sensors can be attached to the mount.

[0025] Der Sensor kann gemäss einem Ausführungsbeispiel mittels einer Signalübertragungsleitung mit einer Digitalisierungseinheit verbunden sein. According to one exemplary embodiment, the sensor can be connected to a digitization unit by means of a signal transmission line.

[0026] Gemäss einem Ausführungsbeispiel ist die Digitalisierungseinheit mit einem Rechner verbunden. [0026] According to one exemplary embodiment, the digitization unit is connected to a computer.

[0027] Die entstehenden Kräfte und Beschleunigung lassen sich wie folgt berechnen: Die resultierende Unwucht, Kraft Fres, berechnet sich zu Fres= m * ω<2>* rmmp. Die Beschleunigung, die auf den Massepunkt wirkt, ist a(f) = ω<2>* rmmp= 4*π<2>*f<2>* rmmp wobei rmmpder Distanz von der Drehachse zum drehenden Massepunkt, mit Masse m und Drehfrequenz f in Hertz, entspricht.The resulting forces and acceleration can be calculated as follows: The resulting imbalance, force Fres, is calculated as Fres=m*ω<2>*rmmp. The acceleration acting on the mass point is a(f) = ω<2>* rmmp= 4*π<2>*f<2>* rmmp where rmmp is the distance from the axis of rotation to the rotating mass point, with mass m and frequency of rotation f in Hertz, equals.

[0028] Die Vorrichtung ist kostengünstig, flexibel, skalierbar und einfach herzustellen. Sie eignet sich insbesondere für die relative Messung, indem die Empfindlichkeit von mehreren Sensoren gleichzeitig und parallel gemessen wird. The device is inexpensive, flexible, scalable and easy to manufacture. It is particularly suitable for relative measurement by measuring the sensitivity of several sensors simultaneously and in parallel.

[0029] Insbesondere können Schwingungen von sehr langsam drehenden Wellen erzeugt werden und mittels Sensoren und passender Digitalisierungseinheit erfasst werden. Dadurch lassen sich Laborversuche durchführen, um Eigenschaften, wie beispielsweise die Übertragungsfunktion von Sensoren, bei niedrigen Frequenzen zu untersuchen. In particular, vibrations can be generated by shafts rotating very slowly and can be detected by means of sensors and a suitable digitizing unit. This allows laboratory tests to be carried out to examine properties such as the transfer function of sensors at low frequencies.

[0030] Erfindungsgemäss sind die Sensoren an der Halterung befestigt, sodass keine Schleifringe benötigt werden, um das elektrische Signal der Sensoren zu einem Messgerät oder einer Digitalisierungseinheit für die Sensorsignale abzuführen. Insbesondere kann mittels einer Justierung der Unwucht die Höhe der Fliehkraft eingestellt werden. Durch Anpassung der Länge eines drehenden Gestänges kann die auf die Halterung sowie die auf der Halterung befestigten Sensoren wirkenden Beschleunigungskräfte verändert werden. According to the invention, the sensors are attached to the holder, so that no slip rings are required to dissipate the electrical signal from the sensors to a measuring device or a digitizing unit for the sensor signals. In particular, the magnitude of the centrifugal force can be set by adjusting the imbalance. By adjusting the length of a rotating linkage, the acceleration forces acting on the mount and the sensors mounted on the mount can be varied.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

[0031] Nachfolgend wird die erfindungsgemässe Vorrichtung anhand einiger Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine Vorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel in einer teilweise im Schnitt dargestellten Seitenansicht, Fig. 2 die Vorrichtung gemäss Fig. 1 in einer Aufsicht, Fig. 3 eine Vorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer teilweise im Schnitt dargestellten Seitenansicht, Fig. 4 die Vorrichtung gemäss Fig. 3 in einer Aufsicht.[0031] The device according to the invention is presented below using a few exemplary embodiments. 1 shows a device according to a first embodiment in a side view, partially in section, FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 in a plan view, FIG. 3 shows a device according to a second embodiment in a side view, partially in section, FIG 4 shows the device according to FIG.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

[0032] Fig. 1 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 10 zur Prüfung von Sensoren zur Messung einer Beschleunigung oder einer Schwinggeschwindigkeit für Langsamläufer, die gemäss diesem Ausführungsbeispiel als schwingungsgenerierende Vorrichtung ausgebildet ist, in einer teilweise im Schnitt dargestellten Seitenansicht. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Unwucht, die gemäss dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als ein rotierendes Gestänge 11 ausgebildet ist, an dessen einem Ende eine Masse 12 fixiert wird, um eine gewünschte Kraft zu erzeugen. Gemäss diesem Ausführungsbeispiel ist das Gestänge 11 auf der drehenden Welle 15 fixiert, welche mittels eines Lagers 14 in einer Halterung 13 gehalten ist. Das Lager 14 kann beispielsweise als ein Wälzlager oder als ein Gleitlager ausgebildet sein. Ein Gleitlager kann vorteilhafterweise zum Einsatz kommen, um keine Eigen-Schwingungen vom Lager 14 zu generieren. Das Lager 14 ist in der Halterung 13 eingelassen oder fixiert, welche ihrerseits auf einer ortsfesten und stabilen Unterlage 19 fixiert sein kann. Die Halterung 13 ist z.B. als Stahlträger ausgeführt, damit Vibrationen, welche von der Unwucht herrühren, ungedämpft auf den Sensor 26, siehe Fig. 2, übertragen werden. Gemäss dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Welle 15 über ein Kopplungselement 16 mit einer Antriebseinheit 17, beispielsweise einem Schrittmotor, DC-Motor oder AC-Motor, verbunden, welcher das Gestänge 11 und die Masse 12 in eine Rotationsbewegung versetzen kann, wobei die Drehbewegung über die Welle 15 übertragen wird, die in der Halterung 13 über das Lager 14 drehbar gelagert ist. Mittels der Antriebseinheit 17 wird die Drehfrequenz bzw. die Wellen-Drehzahl gesteuert. Das Kopplungselement 16 ist so ausgeführt, dass es Vibrationen der Antriebseinheit 17 nicht auf die Welle 15 und die Halterung 13 überträgt. Die Antriebseinheit 17 kann ein Getriebe beinhalten, um ein höheres Drehmoment erzeugen zu können, um eine stabilere Winkelgeschwindigkeit zu erzielen. shows a possible embodiment of a device 10 for testing sensors for measuring an acceleration or a vibration speed for low-speed, which is designed according to this embodiment as a vibration-generating device, in a partially sectioned side view. The device 10 comprises an imbalance which, according to the present exemplary embodiment, is designed as a rotating linkage 11, at one end of which a mass 12 is fixed in order to generate a desired force. According to this exemplary embodiment, the linkage 11 is fixed on the rotating shaft 15 which is held in a holder 13 by means of a bearing 14 . The bearing 14 can be designed, for example, as a roller bearing or as a plain bearing. A sliding bearing can advantageously be used in order not to generate any inherent vibrations from the bearing 14 . The bearing 14 is embedded or fixed in the holder 13, which in turn can be fixed on a stationary and stable base 19. The mount 13 is designed, for example, as a steel beam, so that vibrations resulting from the imbalance are transmitted undamped to the sensor 26, see FIG. According to the embodiment shown in Fig. 1, the shaft 15 is connected via a coupling element 16 to a drive unit 17, for example a stepper motor, DC motor or AC motor, which can set the linkage 11 and the mass 12 in a rotational movement, wherein the rotational movement is transmitted via the shaft 15, which is rotatably mounted in the holder 13 via the bearing 14. The rotational frequency or the shaft speed is controlled by means of the drive unit 17 . The coupling element 16 is designed in such a way that it does not transmit vibrations from the drive unit 17 to the shaft 15 and the holder 13 . The drive unit 17 may include a gear box to be able to generate a higher torque in order to achieve a more stable angular velocity.

[0033] Fig. 2 zeigt eine Aufsicht der Vorrichtung 10 gemäss Fig. 1. Ein Sensor 26 ist fest mit der Halterung 13 verbunden, z.B. eingeschraubt oder angeklebt, und misst die durch die Unwucht hervorgerufenen Schwingungen, welche auf die Halterung 13 einwirken. 2 shows a top view of the device 10 according to FIG.

[0034] Der Sensor 26 kann insbesondere einen oder mehrere Beschleunigungssensoren umfassen. Der Sensor 26 ist über eine Signalübertragungsleitung 27 mit einer Digitalisierungseinheit 28 verbunden, welche mit einem Rechner 29 verbunden ist. Die Signalübertragungsleitung 27 kann beispielsweise als Kabel ausgebildet sein. The sensor 26 can in particular include one or more acceleration sensors. The sensor 26 is connected via a signal transmission line 27 to a digitizing unit 28 which is connected to a computer 29 . The signal transmission line 27 can be designed as a cable, for example.

[0035] Auf dem Rechner 29 läuft eine Applikation, welche die Daten von der Digitalisierungseinheit 28 analysiert und die Einheiten umrechnet, z.B. von Spannung [Volt] oder Strom [Ampere] auf Beschleunigung a [in g oder m/s<2>] oder Schwinggeschwindigkeit [m/s]. Die Berechnungsergebnisse können auf einem Display visualisiert werden. An application runs on the computer 29, which analyzes the data from the digitization unit 28 and converts the units, e.g. from voltage [volt] or current [ampere] to acceleration a [in g or m/s<2>] or Vibration speed [m/s]. The calculation results can be visualized on a display.

[0036] Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 10 zur Prüfung von Sensoren zur Messung einer Beschleunigung oder einer Schwinggeschwindigkeit für Langsamläufer, die gemäss diesem Ausführungsbeispiel als schwingungsgenerierende Vorrichtung ausgebildet ist, in einer teilweise im Schnitt dargestellten Seitenansicht. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Unwucht, die gemäss dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als ein rotierendes Gestänge 11 ausgebildet ist, an dessen einem Ende eine Masse 12 fixiert wird, um eine gewünschte Kraft zu erzeugen. Gemäss diesem Ausführungsbeispiel ist das Gestänge 11 direkt auf einer Antriebseinheit 17 fixiert, die in einer Halterung 13 gehalten ist. Die Halterung 13 kann auf einer ortsfesten und stabilen Unterlage 19 fixiert sein. Die Halterung 13 ist z.B. als Stahlträger ausgeführt, damit Vibrationen, welche von der Unwucht herrühren, ungedämpft zum Sensor 26, siehe Fig. 4, übertragen werden. Gemäss dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Antriebseinheit 17 beispielsweise als ein Schrittmotor, DC-Motor oder AC-Motor, mit oder ohne nachgeschaltetem Getriebe, ausgebildet. Die Antriebseinheit 17 ist mit dem Gestänge 11 und der Masse 12 verbunden, welche von der Antriebseinheit 17 in eine Rotationsbewegung versetzt werden kann. Über die Antriebseinheit 17 wird die Drehfrequenz bzw. die Wellen-Drehzahl gesteuert. Fig. 3 shows a further embodiment of a device 10 for testing sensors for measuring an acceleration or a vibration speed for low-speed machines, which is designed according to this embodiment as a vibration-generating device, in a partially sectioned side view. The device 10 comprises an imbalance which, according to the present exemplary embodiment, is designed as a rotating linkage 11, at one end of which a mass 12 is fixed in order to generate a desired force. According to this exemplary embodiment, the linkage 11 is fixed directly on a drive unit 17 which is held in a holder 13 . The holder 13 can be fixed on a stationary and stable base 19 . The mount 13 is designed, for example, as a steel beam, so that vibrations resulting from the imbalance are transmitted undamped to the sensor 26, see FIG. According to the exemplary embodiment illustrated in FIG. 3, the drive unit 17 is designed, for example, as a stepping motor, DC motor or AC motor, with or without a downstream gear. The drive unit 17 is connected to the linkage 11 and the mass 12 which can be set in rotation by the drive unit 17 . The rotational frequency or the shaft speed is controlled via the drive unit 17 .

[0037] Fig. 4 zeigt eine Aufsicht der Vorrichtung 10 gemäss Fig. 3. Ein Sensor 26 ist fest mit der Halterung 13 verbunden, z.B. eingeschraubt oder angeklebt. Der Sensor 26 kann insbesondere einen oder mehrere Beschleunigungssensoren umfassen. Der Sensor 26 misst die durch die Unwucht hervorgerufenen Schwingungen, welche auf die Halterung 13 einwirken. Der Sensor 26 ist über eine Signalübertragungsleitung 27 mit einer Digitalisierungseinheit 28 verbunden, welche mit einem Rechner 29 verbunden ist. Die Signalübertragungsleitung 27 kann beispielsweise als Kabel ausgebildet sein. 4 shows a top view of the device 10 according to FIG. 3. A sensor 26 is firmly connected to the holder 13, e.g. screwed in or glued on. The sensor 26 can in particular include one or more acceleration sensors. The sensor 26 measures the vibrations caused by the imbalance and which act on the mount 13 . The sensor 26 is connected via a signal transmission line 27 to a digitizing unit 28 which is connected to a computer 29 . The signal transmission line 27 can be designed as a cable, for example.

[0038] Auf dem Rechner 29 läuft eine Applikation, welche die Daten von der Digitalisierungseinheit 28 analysiert und die Einheiten umrechnet, z.B. von Spannung [Volt] oder Stromstärke [Ampere] auf Beschleunigung a [m/s<2>] oder Schwinggeschwindigkeit v [m/s]. Die Berechnungsergebnisse können auf einem Display visualisiert werden. An application runs on the computer 29, which analyzes the data from the digitization unit 28 and converts the units, e.g. from voltage [volt] or current [ampere] to acceleration a [m/s<2>] or vibration speed v [ m/s]. The calculation results can be visualized on a display.

[0039] Gemäss jedem der Ausführungsbeispiele können mehrere Sensoren 26 nebeneinander oder gegenüber auf der Halterung 13 angebracht werden, um Vergleichstests durchzuführen. According to each of the exemplary embodiments, a plurality of sensors 26 can be attached next to one another or opposite one another on the holder 13 in order to carry out comparative tests.

[0040] Für den Fachmann ist offensichtlich, dass viele weitere Varianten zusätzlich zu den beschriebenen Ausführungsbeispielen möglich sind, ohne vom erfinderischen Konzept abzuweichen. Der Gegenstand der Erfindung wird somit durch die vorangehende Beschreibung nicht eingeschränkt und ist durch den Schutzbereich bestimmt, der durch die Ansprüche festgelegt ist. Für die Interpretation der Ansprüche oder der Beschreibung ist die breitest mögliche Lesart der Ansprüche massgeblich. Insbesondere sollen die Begriffe „enthalten“ oder „beinhalten“ derart interpretiert werden, dass sie sich auf Elemente, Komponenten oder Schritte in einer nichtausschliesslichen Bedeutung beziehen, wodurch angedeutet werden soll, dass die Elemente, Komponenten oder Schritte vorhanden sein können oder genutzt werden können, dass sie mit anderen Elementen, Komponenten oder Schritten kombiniert werden können, die nicht explizit erwähnt sind. Wenn die Ansprüche sich auf ein Element oder eine Komponente aus einer Gruppe beziehen, die aus A, B, C bis N Elementen oder Komponenten bestehen kann, soll diese Formulierung derart interpretiert werden, dass nur ein einziges Element dieser Gruppe erforderlich ist, und nicht eine Kombination von A und N, B und N oder irgendeiner anderen Kombination von zwei oder mehr Elementen oder Komponenten dieser Gruppe. It is obvious to a person skilled in the art that many other variants are possible in addition to the exemplary embodiments described, without departing from the inventive concept. The subject of the invention is thus not limited by the foregoing description and is to be determined by the scope of protection defined by the claims. For the interpretation of the claims or the description, the broadest possible reading of the claims is decisive. In particular, the terms "include" or "include" shall be construed as referring to elements, components or steps in a non-exclusive sense, which is intended to imply that the elements, components or steps may be present or used, that they can be combined with other elements, components or steps not explicitly mentioned. When the claims relate to an element or component from a group that may consist of A, B, C to N elements or components, this language should be interpreted as requiring only a single element of that group, and not one Combination of A and N, B and N or any other combination of two or more elements or components of this group.

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[0041] [1] http://www.modalshop.com/calibration/Low-Frequency-Calibration-Shaker?ID=409 [2] https://pennstate.pure.elsevier.com/en/publications/application-of-a-lowfrequency-moment-shaker-for-vibration-testing [3] https://www.researchgate.net/publication/271661662_Development_of a_low_frequ ency_shaker_using_MR_dampers [4] http://www.sandv.com/downloads/1105nick.pdf [5] https://wilcoxon.com/wp-content/uploads/2016/07/TN-Low-frequency-machinery-monitoring.pdf [6] https://www.emerson.com/documents/automation/measurement-types-in-machinery-monitoring-en-39660.pdf [7] https://www.itea.org/images/pdf/conferences/2011-Test-Instrumentationpresentations/Freire_forcebalance.pdf[0041] [1] http://www.modalshop.com/calibration/Low-Frequency-Calibration-Shaker?ID=409 [2] https://pennstate.pure.elsevier.com/en/publications/application- of-a-lowfrequency-moment-shaker-for-vibration-testing [3] https://www.researchgate.net/publication/271661662_Development_of a_low_frequency_shaker_using_MR_dampers [4] http://www.sandv.com/downloads/1105nick. pdf [5] https://wilcoxon.com/wp-content/uploads/2016/07/TN-Low-frequency-machinery-monitoring.pdf [6] https://www.emerson.com/documents/automation/ measurement-types-in-machinery-monitoring-en-39660.pdf [7] https://www.itea.org/images/pdf/conferences/2011-Test-Instrumentationpresentations/Freire_forcebalance.pdf

Claims

1. Device (10) for testing a sensor (26) for measuring an acceleration or a vibration speed for a low-speed machine, comprising an imbalance which is held rotatably in a stationary holder (13), a drive unit (17) being non-rotatable with the imbalance is connected, the imbalance being drivable by the drive unit (17), characterized in that the sensor (26) is fastened to the holder (13) during the test.

2. Device according to claim 1, wherein the imbalance is connected to the drive unit (17) via a shaft (15).

3. Device according to claim 2, wherein the drive unit (17) includes a gearbox.

4. Device according to claim 2, wherein the shaft (15) is connected to the drive unit (17) by means of a coupling element (16).

5. Device according to one of the preceding claims 2 to 4, wherein the shaft (15) by means of a bearing (14) is rotatably mounted in the holder (13).

6. The device according to claim 5, wherein the bearing (14) is designed as a roller bearing or as a plain bearing.

7. Device according to one of the preceding claims, wherein the imbalance comprises a rotatable linkage (11) and a linkage (11) fixed mass (12).

8. Device according to one of the preceding claims, comprising a digitizing unit (28), wherein the sensor (26) is connected to the digitizing unit (28) by means of a signal transmission line (27).

9. Device according to claim 8, comprising a computer (29), wherein the digitizing unit (28) can be connected to the computer (29).

10. Device according to one of the preceding claims, wherein on the holder (13) a plurality of sensors (26) are mounted during testing.