DE102006041224A1

DE102006041224A1 - Messanordnung mit mehreren DMS-Sensoren, Lötstützpunkte-Anordnung und Verfahren zum Herstellen der Messanordnung

Info

Publication number: DE102006041224A1
Application number: DE200610041224
Authority: DE
Inventors: Franz Dr.-Ing. Hillenbrand; Ulrich Dipl.-Ing. Dähne
Original assignee: IMC MESSSYSTEME GmbH; IMC MESSYSTEME GmbH
Current assignee: IMC MESSSYSTEME GmbH; IMC MESSYSTEME GmbH
Priority date: 2006-09-02
Filing date: 2006-09-02
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2026-09-03
Also published as: DE102006041224B4; DE202006020563U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messanordnung mit mehreren DMS-Sensoren (1, 2) auf mindestens einer Körperoberfläche (5) und mit einer neben den DMS-Sensoren (1, 2) auf der Körperoberfläche (5) angebrachten Lötstützpunkte-Anordnung (7, 8), wobei für jeden Sensor (1, 2) jeweils eine Datenübertragungsstrecke (20, 21) zu einer Datenverarbeitungseinrichtung (19) vorgesehen ist. Um mit einer solchen Messanordnung eine zuverlässige Zuordnung der DMS-Sensoren zu den einzelnen Messstellen zu erreichen, sind auf der Lötstützpunkte-Anordnung (7, 8) Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbausteine (17, 18) angeordnet. Jeweils mindestens ein Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbaustein (17, 18) ist einem DMS-Sensor (1, 2) zugeordnet, indem er an die Datenüb2) angeschlossen ist, und in jeden einem DMS-Sensor (1, 2) zugeordneten Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbaustein (17, 18) ist eine von der Datenverarbeitungseinrichtung (19) abrufbare Ortinformation über die örtliche Lage des zugeordneten DMS-Sensors (1, 2) auf der Körperoberfläche (5) DMS-sensornah eingebracht. Die Erfindung betrifft ferner eine Lötstützpunkte-Anordnung (7, 8) für auf eine Körperoberfläche (5) aufgebrachte DMS-Sensoren (1, 2) mit Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbausteinen (17, 18) und ein Verfahren zum Herstellen einer Messanordnung mit mehreren DMS-Sensoren (1, 2) und sensor-nahen Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbausteinen (17, 18) auf einer ...

Description

Es ist gängige Praxis, mechanische Beanspruchungen von insbesondere flächigen Körpern, wie z. B. von Karosserieteilen von Automobilen, dadurch zu ermitteln, dass auf die Oberfläche solcher Körper DMS-Sensoren aufgebracht bzw. aufgeklebt werden. Da die Anschlussdrähte derartiger Sensoren sehr dünn und somit sehr bruchempfindlich sind, werden die Anschlussdrähte zu einer Lötstützpunkte-Anordnung geführt und dort angelötet. Von hier weg führt dann eine relativ robuste Anschlussleitung zu einer Datenverarbeitungseinrichtung, die in der Regel allen DMS-Sensoren gemein ist; diese Anschlussleitung bildet dann jeweils eine Datenübertragungsstrecke für die Messdaten der DMS-Sensoren über die Lötstützpunkte-Anordnung bis zur Datenverarbeitungseinrichtung.
Häufig ist es erforderlich, eine Körperoberfläche mit einer großen Anzahl von DMS-Sensoren zu versehen, um an vorbestimmten Messstellen der Körperoberfläche die mechanische Belastung individuell bestimmen zu können. Um dabei den Überblick zu behalten, werden die vorbestimmten Messstellen beispielsweise durch Vergabe unterschiedlicher Zahlen gekennzeichnet und die DMS-Sensoren bzw. die diesen zugeordneten Lötstützpunkte entsprechend markiert, vorzugsweise mit entsprechenden Zahlen beschriftet; dabei wird in einer Liste festgehalten, welcher DMS-Sensor bzw. welcher Lötstützpunkt mit welcher Anschlussleitung verbunden ist. Auf Seiten der Datenverarbeitungseinrichtung kann dann anhand der Liste festgestellt werden, welche Anschlussleitung zu welchem Lötstützpunkt bzw. zu welchem DMS-Sensor führt.
Diese Vorgehensweise ist verhältnismäßig aufwendig, beinhaltet datenverarbeitungsseitig die Gefahr einer nicht korrekten Zuordnung der einzelnen vorbestimmten DMS-Sensoren zu den vorbestimmten Messstellen auf der Körperoberfläche.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Messanordnung mit mehreren DMS-Sensor so auszugestalten, dass mit vergleichsweise geringem Aufwand eine sehr zuverlässige Zuordnung der DMS-Sensoren zu den einzelnen Messstellen auf der Körperoberfläche unter Einschluss der Anschlussleitungen erfolgen kann, so dass von einer zugeordneten Datenverarbeitungseinrichtung mit großer Sicherheit tatsächlich jeweils auf den DMS-Sensor an der Messstelle zugegriffen wird, deren Werte im jeweiligen Augenblick erfasst werden sollen.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einer Messanordnung der eingangs angegebenen Art aus, also von einer Messanordnung mit mehreren DMS-Sensoren auf mindestens einer Körperoberfläche und mit einer neben den DMS-Sensoren auf der Körperoberfläche angebrachten Lötstützpunkte-Anordnung, wobei für jeden DMS-Sensor jeweils eine Datenübertragungsstrecke zu einer gemeinsamen Datenverarbeitungseinrichtung vorgesehen ist, und sieht erfindungsgemäß vor, dass auf der Lötstützpunkte-Anordnung Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbausteine (3) angeordnet sind, jeweils mindestens ein Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbausteine einem DMS-Sensor zugeordnet ist, indem er an die Datenübertragungsstrecke dieses DMS-Sensors angeschlossen ist, und in jeden einem DMS-Sensor zugeordneten Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbaustein eine von der Datenverarbeitungseinrichtung (7) über die Datenübertragungsstrecke (6) abrufbare Ortinformation über die örtliche Lage des zugeordneten DMS-Sensors (2) auf der Körperoberfläche DMS-sensornah eingebracht ist.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Messanordnung besteht darin, dass auf Grund der DMS-sensornah in den jeweiligen Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbaustein eingebrachten Ortinformation über die örtliche Lage des jeweiligen DMS-Sensors auf der Körperoberfläche von der Datenverarbeitungseinrichtung aus dem Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbaustein diese Ortinformation abrufbar ist, wodurch sichergestellt ist, dass tatsächlich der DMS-Sensor einer bestimmten, abzufragenden Messstelle angesprochen wird. Dies ist darauf zurück zu führen, dass die Ortinformation beim Herstellen der gesamten Messanordnung unmittelbar bei der Installation der DMS-Sensoren zusammen mit den jeweils zugeordneten Schreib/Lese-Identifizierungsbausteinen in diese Identifizierungsbausteine vor Ort eingebracht wird. Dabei sind Irrtümer bei der Einbringung der Ortinformation nahezu vollständig ausgeschlossen, und es wird im Betrieb der Messanordnung mit sehr großer Sicherheit jeweils der richtige DMS angesprochen.
Bei der erfindungsgemäßen Messanordnung kann die Lötstützpunkte-Anordnung verschieden ausgeführt sein; so kann sie beispielsweise aus einem Element bestehen, das für alle DMS-Sensoren die Lötstützpunkte trägt. Als besonders vorteilhaft wird es jedoch angesehen, wenn die Lötstützpunkte-Anordnung aus einzelnen Lötstützpunkte-Flächenelementen besteht, die jeweils einem DMS-Sensor benachbart auf der Körperoberfläche aufgebracht bzw. aufgeklebt sind.
Bei der erfindungsgemäßen Messanordnung kann der Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbaustein hinsichtlich seiner Ausgestaltung zum Beschreiben in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein, beispielsweise mit einem EEPROM in einem Stecker für einen entsprechend ausgerüsteten Lötstützpunkt ausgerüstet sein; der Stecker ist auch mit der jeweiligen Anschlussleitung verbunden. Ein derartiger Aufbau ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift DE 41 14 921 C2 bekannt. Im Hinblick auf ein kostengünstiges und zuverlässiges Beschreiben wird es jedoch als vorteilhaft angesehen, wenn der Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbaustein ein Spulensystem zu seinem Beschreiben aufweist, weil mittels eines solchen Spulensystems das Beschreiben auf induktivem Wege erfolgt, Verschmutzungen des Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbausteins und seines Spulensystems also keinen nachteiligen Einfluss haben.
Zum Beschreiben des Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbausteins wird ein geeignetes Schreib/Lese-Gerät zur Verfügung gestellt. Ein solches Gerät kann insbesondere aus einem handelsüblichen PDA durch entsprechende Software und passendem Schreib/Lese-Kopf abgeleitet werden.
Als vorteilhaft wird es ferner angesehen, wenn bei der erfindungsgemäßen Messanordnung der Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbaustein mit einer von der Datenverarbeitungseinrichtung betätigbaren, optischen Anzeigevorrichtung versehen ist. Dadurch ist es nämlich in einfacher Weise möglich, die Richtigkeit der in den Schreib/Lese-Identifizierungsbaustein eingebrachten Ortinformation zu überprüfen, indem von der Datenverarbeitungseinrichtung die optische Anzeigevorrichtung eines bestimmten Schreib/Lese-Identifizierungsbausteins betätigt und vor Ort das Aufleuchten der Anzeigevorrichtung des bestimmten Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbausteins beobachtet wird.
Zur Lösung der oben aufgeführten Aufgabe dient ferner eine Lötstützpunkte-Anordnung für auf einer Körperoberfläche aufgebrachte DMS-Sensoren, bei der erfindungsgemäß auf der Lötstützpunkte-Anordnung Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbausteine für die DMS-Sensoren angeordnet sind. Hierbei wird in vorteilhafter Weise die aus Sicht der DMS-Sensoren erforderliche Lötstützpunkte-Anordnung zur Halterung der Schreib/Lese-Identifizierungsbausteine mitbenutzt, so dass eine Ortinformation in die Schreib/Lese-Identifizierungsbausteine unmittelbar bei der Installation der DMS-Sensoren vor Ort beim Aufbau der gesamten, mehrere Sensoren enthaltenden Messanordnung eingebracht werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Messanordnung kann die Lötstützpunkte-Anordnung verschieden ausgeführt sein; so kann sie beispielsweise aus einem Element mit mehreren Lötstützpunkten bestehen, so dass darauf gegebenenfalls die Lötstützpukte für alle DMS-Sensoren des Messanordnung Platz haben. Als besonders vorteilhaft wird es jedoch angesehen, wenn die Lötstützpunkte-Anordnung aus einzelnen Lötstützpunkte-Flächenelementen besteht, die jeweils einem DMS-Sensor benachbart auf der Körperoberfläche aufgebracht bzw. aufgeklebt sind.
Bei der erfindungsgemäßen Lötstützpunkte-Anordnung kann der Schreib/Lese-Identifizierungsbaustein hinsichtlich seiner Beschreibungseinrichtung in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein, beispielsweise mit einem Stecker ausgerüstet sein, wie es oben bereits im anderen Zusammenhang näher erläutert worden ist. Im Hinblick auf ein kostengünstiges und zuverlässiges Beschreiben wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbaustein ein Spulensystem zu seinem Beschreiben aufweist.
Als vorteilhaft wird es ferner angesehen, wenn bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbaustein mit einer optischen Anzeigevorrichtung versehen ist. Dadurch ist es nämlich in einfacher Weise möglich, nach erfolgtem Einbau der erfindungsgemäßen Lötstützpunkte-Anordnung in eine Messanordnung die Richtigkeit der in den Schreib/Lese-Identifizierungsbaustein eingebrachten Ortinformation bzw. des Einbauortes zu überprüfen.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Messanordnung mit mehreren DMS-Sensoren auf mindestens einer Körperoberfläche und mit einer neben den DMS-Sensoren auf der Körperoberfläche angebrachten Lötstützpunkte-Anordnung anzugeben, wobei für jeden DMS-Sensor jeweils eine Datenübertragungsstrecke zu einer Datenverarbeitungseinrichtung vorgesehen ist, mit dem sich eine sehr zuverlässige Zuordnung der DMS-Sensoren zu den einzelnen Messstellen auf der Körperoberfläche erreichen lässt.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß auf die Lötstützpunkte-Anordnung Schreib/Lese-Speicherbausteine aufgebracht, und es wird jeweils mindestens ein Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbaustein einem DMS-Sensor zugeordnet, indem er an die Datenübertragungsstrecke dieses DMS-Sensors angeschlossen wird, und die Ortinformation über die örtliche Lage des jeweiligen DMS-Sensors auf der Körperoberfläche wird DMS-sensornah in den Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbaustein eingebracht.
Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Lötstützpunkte-Anordnung zur Aufbringung der Schreib/Lese-Identifizierbausteine mit ausgenutzt wird, wodurch auf einfache Weise die Möglichkeit geschaffen ist, abrufbare Ortinformation in den den jeweiligen DMS-Sensoren zugeordneten Schreib/Lese-Identifizierspeicherbausteinen bei der Installation der Messanordnung vor Ort einzubringen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass ein bestimmter DMS-Sensor tatsächlich einer bestimmten, abzufragenden Messstelle zugeordnet wird. Dadurch sind Irrtümer bei der Einbringung der Ortinformation nahezu vollständig ausgeschlossen, und es wird im Betrieb der Messanordnung mit sehr großer Sicherheit der richtige DMS-Sensor angesprochen.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Messanordnung gezeigt.
In der Figur ist eine Messanordnung dargestellt, die mehrere DMS-Sensoren aufweist, von denen in der Figur der besseren Übersichtlichkeit halber nur zwei DMS-Sensoren 1 und 2 gezeigt sind. Die DMS-Sensoren 1 und 2 sind auf vorbestimmte Stellen 3 und 4 der Körperoberfläche 5 eines Körpers 6 aufgeklebt, der hinsichtlich seiner mechanischen Beanspruchung bei Belastung untersucht werden soll. Der Körper 6 kann beliebig ausgeführt sein, beispielsweise ein Karosserieteil eines Automobils sein.
Benachbart zu den DMS-Sensoren 1 und 2 sind einzelne Lötstützpunkt-Flächenelemente 7 und 8 auf die Körperoberfläche 5 aufgebracht, die jeweils zwei Lötpunkte 9 und 10 bzw. 11 und 12 tragen. An diese Lötpunkte 9, 10 und 11, 12 sind die dünnen und empfindlichen Anschlussdrähte 13 und 14 bzw. 15 und 16 der DMS-Sensoren 1 und 2 angelötet.
Auf den beiden Lötstützpunkt-Flächenelementen 7 und 8 Einrichtung befinden sich außerdem jeweils ein Schreib/Lese-Identifizierspeicherbaustein 17 und 18, die mit einem nicht dargestellten Spulensystem zur Dateneingabe ausgerüstet sind. Ein solcher Baustein ist beispielsweise in dem Prospekt „Maxim DS2433 4kb 1-Wire EEPROM" der Fa. Dallas Semiconductors beschrieben. Datenübertragungsstrecken zwischen den Lötstützpunkt-Flächenelementen 7 und 8 mit den Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbausteinen 17 und 18 und einer für alle DMS-Sensoren 1 und 2 gemeinsamen Datenverarbeitungseinrichtung 19 sind von jeweils einer Anschlussleitung 20 und 21 gebildet, die in einem gemeinsamen Anschlusskabel 22 zusammen gefasst sind.
Die Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbausteine 17 und 18 enthalten eine abrufbare Ortinformation über die örtliche Lage des jeweils zugeordneten DMS-Sensors 1 bzw. 2 auf der Körperoberfläche 5. Die Schreib/Lese-Identifizierungsbausteine 17 und 18 können weitere abrufbare Daten enthalten, wie z. B. Daten zur Charakterisierung des jeweiligen DMS-Sensors 1 bzw. 2 und Kalibrierungsdaten. Außerdem sind die Schreib/Lese-Identifizierungsbausteine 17 und 18 jeweils mit einer nicht dargestellten, optischen Anzeigevorrichtung versehen. Über die Anschlussleitungen 20 und 21 sind die optische Anzeigevorrichtungen von der Datenverarbeitungseinrichtung 19 her betätigbar.
Bei der Herstellung der dargestellten Messanordnung wird so vorgegangen, dass bei der Installation der jeweiligen DMS-Sensoren 1 und 2 zusammen mit den bestückten Lötstützpunkt-Flächenelementen 7 und 8 an der jeweils vorbestimmten Messstelle 3 bzw. 4 die diese Messstelle kennzeichnende Ortinformation über das Spulensystem in den jeweiligen Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbaustein 17 bzw. 18 vom Monteur eingeschrieben wird. Damit ist mit großer Sicherheit gewährleistet, dass der jeweilige DMS-Sensor 1 bzw. 2 bzw. der diesem zugeordnete Schreib/Lese-Identifizierungsbausteine 17 bzw. 18 die richtige Ortinformation erhält. Nach Anschließen aller DMS-Sensoren 1 und 2 auf diese Weise kann eine Überprüfung der gesamten Messanordnung auf richtige Montage der einzelnen DMS-Sensor an der vorbestimmten Messstelle und ihre korrekte Verbindung mit der gemeinsamen Datenverarbeitungseinrichtung 19 dadurch vorgenommen werden, dass von der Datenverarbeitungseinrichtung 19 her nacheinander die verschiedenen DMS-Sensor 1 und 2 aufgerufen werden; leuchtet dann jeweils die optischen Anzeigevorrrichtung der entsprechenden Sensoren 1 und 2 auf, dann ist die Installation korrekt erfolgt.

Claims

Messanordnung mit mehreren DMS-Sensoren (1, 2) auf mindestens einer Körperoberfläche (5) und mit einer neben den DMS-Sensoren (1, 2) auf der Körperoberfläche (5) angebrachten Lötstützpunkte-Anordnung (7, 8), wobei für jeden DMS-Sensor (1, 2) jeweils eine Datenübertragungsstrecke (20, 21)) zu einer Datenverarbeitungseinrichtung (19) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass – auf der Lötstützpunkte-Anordnung (7, 8) Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbausteine (17, 18) angeordnet sind, – jeweils mindestens ein Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbausteine (17, 18) einem DMS-Sensor (1, 2) zugeordnet ist, indem er an die Datenübertragungsstrecke (20, 21) dieses DMS-Sensors (1, 2) angeschlossen ist, und – in jeden einem DMS-Sensor (1, 2) zugeordneten Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbaustein (17, 18) eine von der Datenverarbeitungseinrichtung (19) über die Datenübertragungsstrecke (20, 21) abrufbare Ortinformation über die örtliche Lage des zugeordneten DMS-Sensors (1, 2) auf der Körperoberfläche (5) DMS-sensornah eingebracht ist.
Messanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Lötstützpunkte-Anordnung aus einzelnen Lötstützpunkte-Flächenelement (7, 8) besteht, die jeweils einem DMS-Sensor (1, 2) benachbart auf der Körperoberfläche (5) aufgebracht sind.
Messanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – die Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbausteine (17, 18) jeweils ein Spulensystem zu ihrem Beschreiben aufweisen.
Messanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbausteine (17, 18) jeweils mit einer von der Datenverarbeitungseinrichtung (19) betätigbaren, optischen Anzeigevorrichtung versehen sind.
Lötstützpunkte-Anordnung für auf einer Körperoberfläche aufgebrachte DMS-Sensoren, dadurch gekennzeichnet, dass – auf der Lötstützpunkte-Anordnung (7, 8) Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbausteine (17, 18) für die DMS-Sensoren (1, 2) angeordnet sind.
Lötstützpunke-Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass – bei einer Lötstützpunkte-Anordnung aus einzelnen Lötstützpunkte-Flächenelementen (7, 8) die Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbausteine (17, 18) auf den einzelnen Flächenelementen (7, 8) angeordnet sind.
Lötstützpunkte-Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass – die Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbausteine (17, 18) jeweils ein Spulensystem zu ihrem Beschreiben aufweisen.
Lötstützpunkte-Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass – die Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbausteine (17, 18) mit einer optischen Anzeigevorrichtung versehen sind.
Verfahren zum Herstellen einer Messanordnung mit mehreren DMS-Sensoren (1, 2) auf mindestens einer Körperoberfläche (5) und mit einer neben den DMS-Sensoren (1, 2) auf der Körperoberfläche (5) angebrachten Lötstützpunkte-Anordnung (7, 8), wobei für jeden DMS-Sensor (1, 2) jeweils eine Datenübertragungsstrecke (20, 21) zu einer Datenverarbeitungseinrichtung (19) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass – auf die Lötstützpunkte-Anordnung (7, 8) Schreib/Lese-Speicherbausteine (17, 18) aufgebracht werden und jeweils mindestens ein Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbaustein (17, 18) einem DMS-Sensor (1, 2) zugeordnet wird, indem er an die Datenübertragungsstrecke (20, 21) dieses DMS-Sensors (1, 2) angeschlossen wird, und – die Ortinformation über die örtliche Lage des jeweiligen DMS-Sensors (1, 2) auf der Körperoberfläche (5) DMS-sensornah in den Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbaustein (17, 18) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass – das Einbringen der Ortinformation in den jeweiligen Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbaustein (17, 18) mittels eines Spulensystems vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass – die Schreib/Lese-Identifizierungsspeicherbausteine (17, 18) verwendet werden, die jeweils mit einer von der Datenverarbeitungseinrichtung (19) betätigbaren, optischen Anzeigevorrichtung versehen sind.