DE102019120468A1 - Arrangement for measuring a force or a moment and method for testing the arrangement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen einer Anordnung zum Messen einer Kraft und/oder eines Momentes (Mt) an einem sich in einer Achse (03) erstreckenden Maschinenelement (01), wobei das Messen unter Nutzung des invers-magnetostriktiven Effektes erfolgt. Das Maschinenelement (01) weist mindestens zwei sich umfänglich um die Achse (03) herum erstreckende Magnetisierungsbereiche (04) auf. Die Anordnung umfasst mindestens vier Magnetfeldsensoren (06) zum Messen einer axialen Komponente eines durch die Magnetisierung sowie durch die Kraft bzw. durch das Moment (Mt) bewirkten Magnetfeldes. Es gibt mindestens zwei Kombinationen von jeweils mindestens zwei der Magnetfeldsensoren (06), die jeweils zur Messung der Kraft bzw. des Momentes (Mt) hinreichend sind. Verfahrensgemäß werden ein erster Korrekturfaktor zur Kalibrierung einer ersten der Kombinationen und ein zweiter Korrekturfaktor zur Kalibrierung einer zweiten der Kombinationen bestimmt. Es wird ein erster Messwert der Kraft bzw. des Momentes (Mt) mit der ersten Kombination bestimmt. Auf den ersten Messwert wird der erste Korrekturfaktor angewendet, um einen ersten korrigierten Messwert zu erhalten. Weiterhin wird ein zweiter Messwert der Kraft bzw. des Momentes (Mt) mit der zweiten Kombination bestimmt. Auf den zweiten Messwert wird der zweite Korrekturfaktor angewendet, um einen zweiten korrigierten Messwert zu erhalten. Erfindungsgemäß werden der erste korrigierte Messwert und der zweite korrigierte Messwert verglichen. Im Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung zum Messen einer Kraft und/oder eines Momentes (Mt).The invention relates to a method for testing an arrangement for measuring a force and / or a moment (Mt) on a machine element (01) extending in an axis (03), the measurement taking place using the inverse magnetostrictive effect. The machine element (01) has at least two magnetization areas (04) extending circumferentially around the axis (03). The arrangement comprises at least four magnetic field sensors (06) for measuring an axial component of a magnetic field caused by the magnetization and by the force or by the moment (Mt). There are at least two combinations of at least two of the magnetic field sensors (06) each, each of which is sufficient to measure the force or the moment (Mt). According to the method, a first correction factor for calibrating a first one of the combinations and a second correction factor for calibrating a second one of the combinations are determined. A first measured value of the force or the moment (Mt) is determined with the first combination. The first correction factor is applied to the first measured value in order to obtain a first corrected measured value. Furthermore, a second measured value of the force or the moment (Mt) is determined with the second combination. The second correction factor is applied to the second measured value in order to obtain a second corrected measured value. According to the invention, the first corrected measured value and the second corrected measured value are compared. The invention also relates to an arrangement for measuring a force and / or a moment (Mt).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Prüfen einer Anordnung zum Messen einer Kraft und/oder eines Momentes an einem sich in einer Achse erstreckenden Maschinenelement, wobei das Messen der Kraft bzw. des Momentes unter Nutzung des invers-magnetostriktiven Effektes erfolgt. Das Maschinenelement weist mindestens zwei sich umfänglich um die Achse herum erstreckende Magnetisierungsbereiche auf, welche einen Primärsensor für die Messung bilden. Die Anordnung umfasst mindestens vier Magnetfeldsensoren als Sekundärsensoren. Das Verfahren erlaubt das Erkennen einer Fehlfunktion der Anordnung. Im Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung zum Messen einer Kraft und/oder eines Momentes an einem Maschinenelement.The present invention relates initially to a method for testing an arrangement for measuring a force and / or a moment on a machine element extending in an axis, the force or moment being measured using the inverse magnetostrictive effect. The machine element has at least two magnetization areas extending circumferentially around the axis, which form a primary sensor for the measurement. The arrangement comprises at least four magnetic field sensors as secondary sensors. The method allows a malfunction of the arrangement to be identified. The invention also relates to an arrangement for measuring a force and / or a moment on a machine element.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, Fehlfunktionen bei einer auf dem invers-magnetostriktiven Effekt beruhenden Messung von Kräften und/oder Momenten besser erkennen zu können, um beispielsweise höheren Anforderungen auf dem Gebiet der funktionalen Sicherheit gerecht werden zu können. Dabei sollen der störende Einfluss von statischen Störfeldern, wie das Erdmagnetfeld, und auch der störende Einfluss von dynamischen Störfeldern, wie das Störfeld eines benachbarten elektrischen Antriebes, erkennbar sein.Based on the prior art, the object of the present invention is to be able to better recognize malfunctions in a measurement of forces and / or moments based on the inverse magnetostrictive effect, in order to be able to meet higher requirements in the field of functional safety, for example. The disruptive influence of static interference fields, such as the earth's magnetic field, and also the disruptive influence of dynamic interference fields, such as the interference field of a neighboring electric drive, should be recognizable.
Die genannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß dem beigefügten Anspruch 1 sowie durch eine Anordnung gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 10.The stated object is achieved by a method according to the attached claim 1 and by an arrangement according to the attached independent claim 10.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Prüfen einer Anordnung, welche zum Messen einer Kraft und/oder eines Momentes an einem sich in einer Achse erstreckenden Maschinenelement ausgebildet ist. Mit dem Verfahren wird eine korrekte Funktion der Anordnung überwacht und es kann eine auftretende Fehlfunktion der Anordnung erkannt werden.The method according to the invention is used to test an arrangement which is designed to measure a force and / or a moment on a machine element extending in an axis. With the method, correct functioning of the arrangement is monitored and a malfunction of the arrangement that occurs can be recognized.
Die Kraft bzw. das Moment wirkt auf das Maschinenelement der Anordnung, wodurch es zu mechanischen Spannungen kommt und sich das Maschinenelement zumeist geringfügig verformt. Die Achse bildet bevorzugt eine Rotationsachse des Maschinenelementes. Die nachfolgend angegebenen Richtungen, nämlich die axiale Richtung, die radiale Richtung und die tangentiale bzw. umfängliche Richtung sind auf die genannte Achse bezogen. Die Anordnung ist bevorzugt zum Messen eines Momentes ausgebildet, welches in der Achse liegt, sodass es sich um ein Torsionsmoment handelt, durch welches das Maschinenelement belastet ist. Der Vektor des Momentes liegt in der Achse. Die Anordnung ist bevorzugt auch zum Messen einer Querkraft ausgebildet, welche senkrecht zur Achse ausgerichtet ist. Die Querkraft und die Achse liegen bevorzugt in einer Ebene.The force or the moment acts on the machine element of the arrangement, as a result of which mechanical stresses occur and the machine element is usually slightly deformed. The axis preferably forms an axis of rotation of the machine element. The directions given below, namely the axial direction, the radial direction and the tangential or circumferential direction, are related to said axis. The arrangement is preferably designed to measure a moment that lies in the axis, so that it is a torsional moment by which the machine element is loaded. The vector of the moment lies in the axis. The arrangement is preferably also designed for measuring a transverse force which is oriented perpendicular to the axis. The transverse force and the axis are preferably in one plane.
Das Maschinenelement weist mindestens zwei sich umfänglich um die Achse herum erstreckende Magnetisierungsbereiche für jeweils eine im Maschinenelement ausgebildete Magnetisierung auf. Es handelt sich somit um mindestens zwei die Achse umlaufende Magnetisierungsbereiche, d. h. um zirkuläre Magnetisierungsbereiche, wobei die Achse selbst bevorzugt nicht einen Teil der Magnetisierungsbereiche bildet. Die Magnetisierungsbereiche weisen bevorzugt ausschließlich eine tangentiale Ausrichtung in Bezug auf eine sich um die Achse herum erstreckende Oberfläche des Maschinenelementes auf. Die Magnetisierungsbereiche erstrecken sich bevorzugt jeweils entlang eines geschlossenen Pfades um die Achse herum, wobei die Magnetisierungsbereiche kurze Lücken aufweisen dürfen. Die Magnetisierungsbereiche weisen bevorzugt eine gleiche räumliche Ausdehnung auf und sind axial beabstandet. Besonders bevorzugt sind die Magnetisierungsbereiche in Form von Magnetisierungsspuren ausgebildet. Die Magnetisierungsbereiche bilden jeweils einen Primärsensor zur Bestimmung der Kraft bzw. des Momentes.The machine element has at least two magnetization areas extending circumferentially around the axis, each for a magnetization formed in the machine element. There are thus at least two magnetization areas that run around the axis, i. H. around circular magnetization areas, the axis itself preferably not forming part of the magnetization areas. The magnetization areas preferably only have a tangential alignment with respect to a surface of the machine element extending around the axis. The magnetization areas preferably each extend along a closed path around the axis, wherein the magnetization areas may have short gaps. The magnetization areas preferably have the same spatial extent and are axially spaced. The magnetization areas are particularly preferably designed in the form of magnetization tracks. The magnetization areas each form a primary sensor for determining the force or the moment.
Das Maschinenelement weist bevorzugt weiterhin magnetisch neutrale Bereiche auf, die jeweils axial zwischen den Magnetisierungsbereichen und/oder axial neben den Magnetisierungsbereichen des Maschinenelementes angeordnet sind. Das Maschinenelement besitzt bevorzugt mindestens einen der magnetisch neutralen Bereiche. Die magnetisch neutralen Bereiche weisen weder eine Permanentmagnetisierung auf, noch ist die Anordnung dazu ausgebildet, die magnetisch neutralen Bereiche temporär zu magnetisieren. Die magnetisch neutralen Bereiche sind bevorzugt nicht magnetisiert. Die magnetisch neutralen Bereiche sind bevorzugt jeweils in einem axialen Abschnitt des Maschinenelementes ausgebildet.The machine element preferably also has magnetically neutral areas which are each arranged axially between the magnetization areas and / or axially next to the magnetization areas of the machine element. The machine element preferably has at least one of the magnetically neutral areas. The magnetically neutral areas neither have permanent magnetization, nor is the arrangement designed to temporarily magnetize the magnetically neutral areas. The magnetically neutral areas are preferably not magnetized. The magnetically neutral areas are preferably each formed in an axial section of the machine element.
Die Anordnung umfasst weiterhin mindestens vier Magnetfeldsensoren, welche jeweils einen Sekundärsensor zur Bestimmung der Kraft bzw. des Momentes bilden. Die Primärsensoren, d. h. die Magnetisierungsbereiche dienen zur Wandlung der zu messenden Kraft bzw. des zu messenden Momentes in ein entsprechendes Magnetfeld, während die Sekundärsensoren die Wandlung dieses Magnetfeldes in elektrische Signale ermöglichen. Die Magnetfeldsensoren sind jeweils zur einzelnen Messung einer axial ausgerichteten Richtungskomponente eines durch die Magnetisierung sowie durch die Kraft und/oder durch das Moment bewirkten Magnetfeldes ausgebildet. Das genannte Magnetfeld tritt aufgrund des invers-magnetostriktiven Effektes auf. Somit beruht die mit der Anordnung mögliche Messung auf dem invers-magnetostriktiven Effekt.The arrangement further comprises at least four magnetic field sensors, each of which forms a secondary sensor for determining the force or the moment. The primary sensors, i.e. H. the magnetization areas are used to convert the force to be measured or the moment to be measured into a corresponding magnetic field, while the secondary sensors enable this magnetic field to be converted into electrical signals. The magnetic field sensors are each designed for the individual measurement of an axially aligned directional component of a magnetic field caused by the magnetization and by the force and / or by the moment. The mentioned magnetic field occurs due to the inverse magnetostrictive effect. Thus, the measurement possible with the arrangement is based on the inverse magnetostrictive effect.
Es gibt mindestens zwei unterschiedliche Kombinationen von jeweils mindestens zwei der Magnetfeldsensoren, wobei jede dieser Kombinationen zur Messung der Kraft oder des Momentes hinreichend ist. Somit sind die mindestens zwei Kombinationen hinsichtlich ihrer Eignung zur Messung der Messung derselben Kraft bzw. desselben Momentes redundant. Die Kombinationen sind im Sinne der Kombinatorik zu verstehen und stellen jeweils eine Auswahl von mindestens zwei der Magnetfeldsensoren dar, wobei die Kombinationen unterschiedlich viele der Magnetfeldsensoren umfassen können und eine der Kombinationen durch sämtliche der Magnetfeldsensoren gebildet sein kann. Es lassen sich mindestens zwei unterschiedliche Kombinationen aus den mindestens vier Magnetfeldsensoren auswählen, die jeweils dazu geeignet sind, die Kraft bzw. das Moment zu messen. Besonders bevorzugt gibt es mindestens drei der Kombinationen von jeweils mindestens zwei der Magnetfeldsensoren, wobei jede dieser Kombinationen zur Messung der Kraft oder des Momentes hinreichend ist.There are at least two different combinations of at least two of the magnetic field sensors, each of these combinations being sufficient for measuring the force or the moment. The at least two combinations are therefore redundant in terms of their suitability for measuring the measurement of the same force or the same moment. The combinations are to be understood in terms of combinatorics and each represent a selection of at least two of the magnetic field sensors, the combinations being able to include different numbers of the magnetic field sensors and one of the combinations being able to be formed by all of the magnetic field sensors. At least two different combinations can be selected from the at least four magnetic field sensors, each of which is suitable for measuring the force or the moment. Particularly preferably there are at least three of the combinations of at least two of the magnetic field sensors, each of these combinations being sufficient to measure the force or the moment.
Die Magnetfeldsensoren sind gegenüber dem Maschinenelement angeordnet, wobei bevorzugt nur ein geringer radialer Abstand zwischen den Magnetfeldsensoren und einer inneren oder äußeren Oberfläche des Maschinenelementes vorhanden ist. Die Magnetfeldsensoren weisen bevorzugt einen gleichen Abstand zur Achse auf.The magnetic field sensors are arranged opposite the machine element, there being preferably only a small radial distance between the magnetic field sensors and an inner or outer surface of the machine element. The magnetic field sensors are preferably at the same distance from the axis.
In einem Schritt des Verfahrens wird ein erster Korrekturfaktor zur Kalibrierung einer ersten der Kombinationen der Magnetfeldsensoren bestimmt. Der erste Korrekturfaktor dient zur Korrektur eines Messwertes, welcher aus Messsignalen der einzelnen zu der ersten Kombination gehörenden Magnetfeldsensoren bestimmt wird. In one step of the method, a first correction factor for calibrating a first one of the combinations of magnetic field sensors is determined. The first correction factor is used to correct a measured value, which is determined from measurement signals from the individual magnetic field sensors belonging to the first combination.
In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird ein zweiter Korrekturfaktor zur Kalibrierung einer zweiten der Kombinationen der Magnetfeldsensoren bestimmt. Der zweite Korrekturfaktor dient zur Korrektur eines Messwertes, welcher aus Messsignalen der einzelnen zu der zweiten Kombination gehörenden Magnetfeldsensoren bestimmt wird.In a further step of the method, a second correction factor for calibrating a second one of the combinations of magnetic field sensors is determined. The second correction factor is used to correct a measured value, which is determined from measurement signals from the individual magnetic field sensors belonging to the second combination.
In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein Bestimmen eines ersten Messwertes der Kraft bzw. des Momentes mit der ersten Kombination der Magnetfeldsensoren, während die Kraft bzw. das Moment wirkt. Der erste Messwert wird aus Messsignalen der einzelnen zu der ersten Kombination gehörenden Magnetfeldsensoren bestimmt.In a further step of the method according to the invention, a first measured value of the force or the moment is determined with the first combination of the magnetic field sensors while the force or the moment is acting. The first measured value is determined from measurement signals from the individual magnetic field sensors belonging to the first combination.
In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein Bestimmen eines zweiten Messwertes der Kraft bzw. des Momentes mit der zweiten Kombination der Magnetfeldsensoren, während die Kraft bzw. das Moment wirkt. Der zweite Messwert wird aus Messsignalen der einzelnen zu der zweiten Kombination gehörenden Magnetfeldsensoren bestimmt.In a further step of the method according to the invention, a second measured value of the force or the moment is determined with the second combination of the magnetic field sensors while the force or the moment is acting. The second measured value is determined from measurement signals from the individual magnetic field sensors belonging to the second combination.
Das Bestimmen des ersten Messwertes und das Bestimmen des zweiten Messwertes erfolgen bevorzugt gleichzeitig oder zumindest innerhalb einer Zeitspanne, in welcher sich die Kraft bzw. das Moment nicht ändert. Die Messwerte repräsentieren qualitativ und quantitativ dieselbe Kraft bzw. dasselbe Moment. Die Messwerte können aufgrund von statischen und/oder dynamischen Störfeldern jeweils einen Fehler aufweisen.The determination of the first measured value and the determination of the second measured value preferably take place simultaneously or at least within a time span in which the force or the moment does not change. The measured values represent qualitatively and quantitatively the same force or the same moment. The measured values can each have an error due to static and / or dynamic interference fields.
Der erste Korrekturfaktor wird auf den ersten Messwert angewendet, um einen ersten korrigierten Messwert zu erhalten. Der zweie Korrekturfaktor wird auf den zweiten Messwert angewendet, um einen zweiten korrigierten Messwert zu erhalten.The first correction factor is applied to the first measured value in order to obtain a first corrected measured value. The second correction factor is applied to the second measured value in order to obtain a second corrected measured value.
Da die erste Kombination der Magnetfeldsensoren und die zweite Kombination der Magnetfeldsensoren jeweils zur Messung der Kraft bzw. des Momentes hinreichend sind, sind der erste korrigierte Messwert und der zweite korrigierte Messwert gleich, wenn die Anordnung fehlerfrei arbeitet. Erfindungsgemäß erfolgt ein Vergleichen des ersten korrigierten Messwertes mit dem zweiten korrigierten Messwert, sodass aus dem Ergebnis dieses Vergleiches auf eine fehlerfreie Funktion oder auf eine fehlerbehaftete Funktion der Anordnung geschlossen werden kann. Wird durch den Vergleich auf eine fehlerbehaftete Funktion der Anordnung geschlossen, so wird bevorzugt auch bestimmt, welcher der einzelnen Magnetfeldsensoren eine fehlerbehaftete Funktion aufweist.Since the first combination of the magnetic field sensors and the second combination of the magnetic field sensors are each sufficient for measuring the force or the moment, the first corrected measured value and the second corrected measured value are the same if the arrangement is working correctly. According to the invention, the first corrected measured value is compared with the second corrected measured value, so that an error-free function or an incorrect function of the arrangement can be concluded from the result of this comparison. If the comparison concludes that the arrangement is functioning incorrectly, it is preferably also determined which of the individual magnetic field sensors has an incorrect function.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass im Ergebnis des Vergleiches der korrigierten Messwerte eine weitestgehend verlässliche Aussage darüber vorliegt, ob die Anordnung fehlerfrei oder fehlerhaft arbeitet.A particular advantage of the method according to the invention is that the result of the comparison of the corrected measured values provides a largely reliable statement as to whether the arrangement is working correctly or incorrectly.
Die mindestens zwei Magnetisierungsbereiche können permanent oder temporär magnetisiert sein. Bevorzugt sind die Magnetisierungsbereiche permanent magnetisiert, sodass die Magnetisierung durch eine Permanentmagnetisierung gebildet ist. Alternativ bevorzugt weist die Anordnung weiterhin mindestens einen Magneten zum Magnetisieren der Magnetisierungsbereiche auf, sodass die Magnetisierung der Magnetisierungsbereiche grundsätzlich temporär ist. Der mindestens eine Magnet kann durch einen Permanentmagneten oder bevorzugt durch einen Elektromagneten gebildet sein.The at least two magnetization areas can be magnetized permanently or temporarily. The magnetization areas are preferably permanently magnetized, so that the magnetization is formed by permanent magnetization. Alternatively, the arrangement also preferably has at least one magnet for magnetizing the magnetization areas, so that the magnetization of the magnetization areas is basically temporary. The at least one magnet can be formed by a permanent magnet or preferably by an electromagnet.
Die permanent bzw. temporär magnetisierten Magnetisierungsbereiche sind in einem von einer Kraft bzw. von einem Moment unbelasteten Zustand des Maschinenelementes nach außerhalb der Magnetisierungsbereiche bevorzugt magnetisch neutral, sodass kein technisch relevantes Magnetfeld außerhalb der Magnetisierungsbereiche messbar ist.The permanently or temporarily magnetized magnetization areas are preferably magnetically neutral outside the magnetization areas when the machine element is unloaded by a force or moment, so that no technically relevant magnetic field can be measured outside the magnetization areas.
Die Magnetisierungsbereiche stellen jeweils einen Teil des Volumens des Maschinenelementes dar. Die Magnetisierungsbereiche sind bevorzugt jeweils ringförmig ausgebildet, wobei die Achse des Maschinenelementes auch eine mittlere Achse der jeweiligen Ringform bildet. Besonders bevorzugt weisen die Magnetisierungsbereiche jeweils die Form eines zur Achse des Maschinenelementes koaxialen Hohlzylinders auf.The magnetization areas each represent part of the volume of the machine element. The magnetization areas are preferably each ring-shaped, the axis of the machine element also forming a central axis of the respective ring shape. The magnetization areas particularly preferably each have the shape of a hollow cylinder coaxial with the axis of the machine element.
Die Magnetisierungsbereiche weisen bevorzugt jeweils eine hohe Magnetostriktivität auf.The magnetization areas preferably each have a high magnetostrictivity.
Die Magnetisierungsbereiche sind bevorzugt axial beabstandet zueinander angeordnet, wobei zwischen zwei benachbarten der Magnetisierungsbereiche jeweils einer der magnetisch neutralen Bereiche angeordnet sein kann. Insofern mehr als zwei der Magnetisierungsbereiche vorhanden sind, weisen diese bevorzugt jeweils einen gleichen Abstand zueinander auf.The magnetization regions are preferably arranged axially spaced from one another, it being possible for one of the magnetically neutral regions to be arranged between two adjacent magnetization regions. If more than two of the magnetization areas are present, they are preferably each at the same distance from one another.
Axial benachbarte der sich umfänglich um die Achse herum erstreckenden Magnetisierungsbereiche weisen bevorzugt entgegengesetzte Polaritäten auf, d. h. sie besitzen einen entgegengesetzten Umlaufsinn.Axially adjacent ones of the magnetization areas extending circumferentially around the axis preferably have opposite polarities, i. H. they have an opposite sense of rotation.
Das Maschinenelement besteht zumindest im Magnetisierungsbereich aus einem magnetostriktiven bzw. magnetoelastischen Material. Bevorzugt besteht das Maschinenelement vollständig aus dem magnetostriktiven bzw. magnetoelastischen Material. Bevorzugt besteht das Maschinenelement aus einem Stahl.The machine element consists of a magnetostrictive or magnetoelastic material at least in the magnetization area. The machine element preferably consists entirely of the magnetostrictive or magnetoelastic material. The machine element preferably consists of a steel.
Das Maschinenelement weist bevorzugt die Form eines Prismas oder eines Zylinders auf, wobei das Prisma bzw. der Zylinder koaxial zu der Achse angeordnet ist. Das Prisma bzw. der Zylinder ist bevorzugt gerade. Bevorzugt weist das Maschinenelement die Form eines geraden Kreiszylinders auf, wobei der Kreiszylinder koaxial zu der Achse angeordnet ist. Bei besonderen Ausführungsformen ist das Prisma bzw. der Zylinder konisch ausgebildet. Das Prisma bzw. der Zylinder kann auch hohl sein. Besonders bevorzugt weist das Maschinenelement die Form eines geraden hohlen Kreiszylinders auf, wobei der hohle Kreiszylinder koaxial zu der Achse angeordnet ist.The machine element preferably has the shape of a prism or a cylinder, the prism or the cylinder being arranged coaxially to the axis. The prism or the cylinder is preferably straight. The machine element preferably has the shape of a straight circular cylinder, the circular cylinder being arranged coaxially to the axis. In particular embodiments, the prism or the cylinder is conical. The prism or the cylinder can also be hollow. The machine element particularly preferably has the shape of a straight, hollow circular cylinder, the hollow circular cylinder being arranged coaxially to the axis.
Das Maschinenelement ist bevorzugt durch eine Welle, durch eine Hohlwelle, durch eine Schaltgabel, durch einen Flansch oder durch einen Hohlflansch gebildet. Die Welle, die Schaltgabel bzw. der Flansch können für Belastungen durch unterschiedliche Kräfte und Momente ausgelegt sein und beispielsweise eine Komponente eines Sensortretlagers, eines Wankstabilisators oder eines Düngemittelstreuers sein. Grundsätzlich kann das Maschinenelement auch durch völlig andersartige Maschinenelementtypen gebildet sein.The machine element is preferably formed by a shaft, by a hollow shaft, by a shift fork, by a flange or by a hollow flange. The shaft, the shift fork or the flange can be designed for loads from different forces and moments and, for example, be a component of a sensor bottom bracket, a roll stabilizer or a fertilizer spreader. In principle, the machine element can also be formed by completely different types of machine element.
Die Magnetfeldsensoren sind bevorzugt jeweils durch einen Halbleitersensor gebildet. Die mindestens zwei Magnetfeldsensoren sind alternativ bevorzugt jeweils durch einen MR-Sensor, durch einen Hall-Sensor, durch eine Feldplatte, durch einen SQUID, durch ein Spulenelement, durch eine Förstersonde oder durch ein Fluxgate-Magnetometer gebildet. Grundsätzlich können auch andere Sensortypen verwendet werden, insofern sie zur Messung der axialen Richtungskomponente des durch den invers-magnetostriktiven Effekt hervorgerufenen magnetischen Feldes geeignet sind.The magnetic field sensors are preferably each formed by a semiconductor sensor. The at least two magnetic field sensors are alternatively preferably each formed by an MR sensor, a Hall sensor, a field plate, a SQUID, a coil element, a Förster probe or a fluxgate magnetometer. In principle, other types of sensors can also be used, provided they are suitable for measuring the axial directional component of the magnetic field caused by the inverse magnetostrictive effect.
Die Magnetfeldsensoren weisen bevorzugt einen gleichen Abstand zur Achse des Maschinenelementes auf. Grundsätzlich können die Magnetfeldsensoren außerhalb des Maschinenelementes oder bevorzugt auch innerhalb eines Hohlraumes des Maschinenelementes angeordnet sein; beispielsweise wenn das Maschinenelement durch eine Hohlwelle oder durch einen Hohlflansch gebildet ist.The magnetic field sensors are preferably at the same distance from the axis of the machine element. In principle, the magnetic field sensors can be arranged outside the machine element or preferably also inside a cavity of the machine element; for example if the machine element is formed by a hollow shaft or by a hollow flange.
Die Magnetfeldsensoren weisen bevorzugt jeweils eine axiale Position wie einer der Magnetisierungsbereiche auf. Die Magnetfeldsensoren weisen bevorzugt jeweils eine axiale Position auf, die einer mittleren axialen Position einer der Magnetisierungsbereiche gleicht.The magnetic field sensors preferably each have an axial position like one of the magnetization areas. The magnetic field sensors preferably each have an axial position which is similar to a mean axial position of one of the magnetization areas.
Die Magnetfeldsensoren weisen bevorzugt jeweils eine gleiche tangentiale bzw. gleiche umfängliche Position wie mindestens ein anderer der Magnetfeldsensoren auf. Diese mindestens zwei Magnetfeldsensoren liegen bevorzugt gemeinsam auf einer zur Achse parallelen Gerade. Diese mindestens zwei eine gleiche tangentiale bzw. gleiche umfängliche Position aufweisenden Magnetfeldsensoren sind axial benachbart und weisen bevorzugt jeweils eine gleiche axiale Position wie axial benachbarte der Magnetisierungsbereiche auf. Es können auch zwei eine gleiche tangentiale bzw. gleiche umfängliche Position aufweisende Magnetfeldsensoren eine gleiche axiale Position wie nur einer der Magnetisierungsbereiche aufweisen.The magnetic field sensors preferably each have the same tangential or the same circumferential position as at least one other of the magnetic field sensors. These at least two magnetic field sensors preferably lie together on a straight line parallel to the axis. These at least two magnetic field sensors having the same tangential or the same circumferential position are axially adjacent and preferably each have the same axial position as axially adjacent ones of the magnetization areas. It is also possible for two magnetic field sensors having the same tangential or the same circumferential position to have the same axial position as only one of the magnetization regions.
Zumindest einer der Magnetisierungsbereiche weist bevorzugt die gleiche axiale Position wie mindestens zwei der Magnetfeldsensoren auf, sodass diesem Magnetisierungsbereich zwei der Magnetfeldsensoren zugeordnet sind. Diese beiden die gleiche axiale Position aufweisenden Magnetfeldsensoren sind bevorzugt in Bezug auf die Achse gegenüberliegend angeordnet, sodass sie einen Mittelpunktswinkel von 180° zueinander besitzen und eine die beiden Magnetfeldsensoren schneidende Gerade die Achse senkrecht schneidet. Weiter bevorzugt weist jeder der Magnetisierungsbereiche die gleiche axiale Position wie zwei der Magnetfeldsensoren auf, sodass jedem der Magnetisierungsbereiche mindestens zwei der Magnetfeldsensoren zugeordnet sind.At least one of the magnetization areas preferably has the same axial position as at least two of the magnetic field sensors, so that two of the magnetic field sensors are assigned to this magnetization area. These two magnetic field sensors having the same axial position are preferably arranged opposite one another with respect to the axis, so that they have a central angle of 180 ° to one another and a straight line intersecting the two magnetic field sensors intersects the axis perpendicularly. More preferably, each of the magnetization areas has the same axial position as two of the magnetic field sensors, so that at least two of the magnetic field sensors are assigned to each of the magnetization areas.
Die Anordnung umfasst bevorzugt weiterhin eine Messsignalverarbeitungseinheit, welche zum Bestimmen und Vergleichen der korrigierten Messwerte ausgebildet ist. Die Magnetfeldsensoren sind bevorzugt einzeln mit der Messsignalverarbeitungseinheit elektrisch verbunden, sodass jeweils ein einzelnes Messsignal von jedem der Magnetfeldsensoren zu der Messsignalverarbeitungseinheit geleitet wird. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen einen Schritt, bei welchem die Magnetfeldsensoren einzeln kalibriert werden. Dadurch kann ein Offset kompensiert und die Empfindlichkeit der Magnetfeldsensoren aufeinander abgeglichen werden, sodass die Zuverlässigkeit der Fehlererkennung nochmals erhöht ist.The arrangement preferably further comprises a measurement signal processing unit which is designed to determine and compare the corrected measurement values. The magnetic field sensors are preferably individually electrically connected to the measurement signal processing unit, so that in each case a single measurement signal is passed from each of the magnetic field sensors to the measurement signal processing unit. Preferred embodiments of the method according to the invention include a step in which the magnetic field sensors are individually calibrated. As a result, an offset can be compensated and the sensitivity of the magnetic field sensors can be compared to one another, so that the reliability of the error detection is increased again.
Besonders bevorzugt werden mindestens drei der korrigierten Messwerte bestimmt und miteinander verglichen. Entsprechend gibt es bevorzugt mindestens drei der Kombinationen von jeweils mindestens zwei der Magnetfeldsensoren, wobei jede dieser Kombinationen zur Messung der Kraft oder des Momentes hinreichend ist. Es erfolgt ein Bestimmen eines dritten Korrekturfaktors zur Kalibrierung einer dritten der Kombinationen der Magnetfeldsensoren. Zudem erfolgt ein Bestimmen eines dritten Messwertes der Kraft oder des Momentes mit der dritten Kombination der Magnetfeldsensoren, während die Kraft oder das Moment wirkt. Es werden der erste korrigierte Messwert, der zweite korrigierte Messwert und der dritte korrigierte Messwert miteinander verglichen.At least three of the corrected measured values are particularly preferably determined and compared with one another. Accordingly, there are preferably at least three of the combinations of at least two of the magnetic field sensors, each of these combinations being sufficient for measuring the force or the moment. A third correction factor for calibration is determined a third of the combinations of the magnetic field sensors. In addition, a third measured value of the force or the moment is determined with the third combination of the magnetic field sensors while the force or the moment is acting. The first corrected measured value, the second corrected measured value and the third corrected measured value are compared with one another.
Weiter bevorzugt werden mindestens vier der korrigierten Messwerte bestimmt und miteinander verglichen. Diejenigen Ausführungsformen, bei denen drei oder mehr der korrigierten Messwerte bestimmt und verglichen werden, umfassen bevorzugt einen weiteren Schritt, bei welchem im Falle von Abweichungen zwischen den korrigierten Messwerten der oder diejenigen der Magnetfeldsensoren ermittelt werden, die nicht korrekt arbeiten. Zudem kann ermittelt werden, wenn einer der Magnetisierungsbereiche eine fehlerhafte Funktion besitzt.At least four of the corrected measured values are furthermore preferably determined and compared with one another. Those embodiments in which three or more of the corrected measured values are determined and compared preferably include a further step in which, in the event of deviations between the corrected measured values, the one or those of the magnetic field sensors that are not working correctly are determined. In addition, it can be determined if one of the magnetization areas has a faulty function.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden der erste Korrekturfaktor und der zweite Korrekturfaktor sowie die gegebenenfalls weiteren Korrekturfaktoren vor einer bestimmungsgemäßen Verwendung der Anordnung, z. B. während der Herstellung der Anordnung, bestimmt. Der erste Korrekturfaktor und der zweite Korrekturfaktor sowie die gegebenenfalls weiteren Korrekturfaktoren werden bevorzugt in der Messsignalverarbeitungseinheit gespeichert, um während der späteren bestimmungsgemäßen Verwendung der Anordnung zur Korrektur der Messwerte verwendet werden zu können. Das Bestimmen und Korrigieren der Messwerte sowie das Vergleichen der korrigierten Messwerte erfolgen bevorzugt während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Anordnung, d. h. wenn das Maschinenelement bestimmungsgemäß mit der Kraft und/oder dem Moment belastet wird.In preferred embodiments of the method according to the invention, the first correction factor and the second correction factor as well as any additional correction factors are used before the arrangement is used as intended, e.g. B. determined during the manufacture of the arrangement. The first correction factor and the second correction factor as well as any further correction factors are preferably stored in the measurement signal processing unit in order to be able to be used for correcting the measurement values during the later intended use of the arrangement. The determination and correction of the measured values and the comparison of the corrected measured values are preferably carried out during the intended use of the arrangement, i. H. if the machine element is loaded with the force and / or the moment as intended.
Das Bestimmen des ersten Korrekturfaktors erfolgt bevorzugt dadurch, dass das Maschinenelement mit einer Referenzkraft und/oder mit einem Referenzmoment belastet wird und ein Messwert mit der ersten Kombination der Magnetfeldsensoren gemessen wird. Das Maß der Referenzkraft bzw. des Referenzmomentes ist bekannt, beispielsweise dadurch, dass die Referenzkraft bzw. das Referenzmoment mit einer Referenzmesseinrichtung gemessen wird. Das Maß der Referenzkraft bzw. des Referenzmomentes wird mit dem Messwert der ersten Kombination der Magnetfeldsensoren verglichen, um daraus den ersten Korrekturfaktor zu bestimmen. Der erste Korrekturfaktor ist bevorzugt durch einen Quotienten aus dem Maß der Referenzkraft bzw. des Referenzmomentes und dem Messwert der ersten Kombination der Magnetfeldsensoren gebildet.The first correction factor is preferably determined in that the machine element is loaded with a reference force and / or with a reference torque and a measured value is measured with the first combination of the magnetic field sensors. The amount of the reference force or the reference torque is known, for example, in that the reference force or the reference torque is measured with a reference measuring device. The amount of the reference force or the reference torque is compared with the measured value of the first combination of magnetic field sensors in order to determine the first correction factor therefrom. The first correction factor is preferably formed by a quotient from the measure of the reference force or the reference torque and the measured value of the first combination of the magnetic field sensors.
Das Bestimmen des zweiten Korrekturfaktors erfolgt bevorzugt dadurch, dass das Maschinenelement mit einer Referenzkraft und/oder mit einem Referenzmoment belastet wird und ein Messwert mit der zweiten Kombination der Magnetfeldsensoren gemessen wird. Das Maß der Referenzkraft bzw. des Referenzmomentes ist bekannt, beispielsweise dadurch, dass die Referenzkraft bzw. das Referenzmoment mit einer Referenzmesseinrichtung gemessen wird. Das Maß der Referenzkraft bzw. des Referenzmomentes wird mit dem Messwert der zweiten Kombination der Magnetfeldsensoren verglichen, um daraus den zweiten Korrekturfaktor zu bestimmen. Der zweite Korrekturfaktor ist bevorzugt durch einen Quotienten aus dem Maß der Referenzkraft bzw. des Referenzmomentes und dem Messwert der zweiten Kombination der Magnetfeldsensoren gebildet.The second correction factor is preferably determined in that the machine element is loaded with a reference force and / or with a reference torque and a measured value is measured with the second combination of magnetic field sensors. The amount of the reference force or the reference torque is known, for example, in that the reference force or the reference torque is measured with a reference measuring device. The amount of the reference force or the reference torque is compared with the measured value of the second combination of magnetic field sensors in order to determine the second correction factor therefrom. The second correction factor is preferably formed by a quotient from the measure of the reference force or the reference torque and the measured value of the second combination of the magnetic field sensors.
Die Referenzkraft bzw. das Referenzmoment zum Bestimmen des ersten Korrekturfaktors und die Referenzkraft bzw. das Referenzmoment zum Bestimmen des zweiten Korrekturfaktors sind bevorzugt gleich.The reference force or the reference torque for determining the first correction factor and the reference force or the reference torque for determining the second correction factor are preferably the same.
Das Bestimmen der ggf. weiteren Korrekturfaktoren erfolgt bevorzugt entsprechend wie das beschriebene Bestimmen des ersten Korrekturfaktors und wie das beschriebene Bestimmen des zweiten Korrekturfaktors.The further correction factors, if any, are preferably determined in accordance with the described determination of the first correction factor and the described determination of the second correction factor.
Das Anwenden des ersten Korrekturfaktors auf den ersten Messwert erfolgt bevorzugt dadurch, dass der erste Korrekturfaktor mit dem ersten Messwert multipliziert wird. Das Anwenden des zweiten Korrekturfaktors auf den zweiten Messwert erfolgt bevorzugt dadurch, dass der zweite Korrekturfaktor mit dem zweiten Messwert multipliziert wird. Das Anwenden der ggf. weiteren Korrekturfaktoren auf die ggf. weiteren Messwerte erfolgt bevorzugt dadurch, dass der jeweilige weitere Korrekturfaktor mit dem jeweiligen weiteren Messwert multipliziert wird.The first correction factor is preferably applied to the first measured value in that the first correction factor is multiplied by the first measured value. The second correction factor is preferably applied to the second measured value in that the second correction factor is multiplied by the second measured value. The application of the possibly further correction factors to the possibly further measured values is preferably carried out in that the respective further correction factor is multiplied by the respective further measured value.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird weiterhin ein erster Offsetkorrekturwert bestimmt, welcher gemeinsam mit dem ersten Korrekturfaktor zur Kalibrierung der ersten Kombination der Magnetfeldsensoren dient. Entsprechend wird weiterhin ein zweiter Offsetkorrekturwert bestimmt, welcher gemeinsam mit dem zweiten Korrekturfaktor zur Kalibrierung der zweiten Kombination der Magnetfeldsensoren dient. Entsprechend wird gegebenenfalls weiterhin ein dritter Offsetkorrekturwert bestimmt, welcher gemeinsam mit dem dritten Korrekturfaktor zur Kalibrierung der dritten Kombination der Magnetfeldsensoren dient. Entsprechend werden gegebenenfalls weiterhin weitere Offsetkorrekturwerte bestimmt, welche jeweils gemeinsam mit dem jeweiligen weiteren Korrekturfaktor zur Kalibrierung der jeweiligen weiteren Kombination der Magnetfeldsensoren dient. Der erste Offsetkorrekturwert wird gemeinsam mit dem ersten Korrekturfaktor auf den ersten Messwert angewendet, um den ersten korrigierten Messwert zu erhalten. Der zweite Offsetkorrekturwert wird gemeinsam mit dem zweiten Korrekturfaktor auf den zweiten Messwert angewendet, um den zweiten korrigierten Messwert zu erhalten. Gegebenenfalls wird der dritte Offsetkorrekturwert gemeinsam mit dem dritten Korrekturfaktor auf den dritten Messwert angewendet, um den dritten korrigierten Messwert zu erhalten. Gegebenenfalls werden die weiteren Offsetkorrekturwerte jeweils gemeinsam mit dem jeweiligen weiteren Korrekturfaktor auf den jeweiligen weiteren Messwert angewendet, um den jeweiligen weiteren korrigierten Messwert zu erhalten. Das gemeinsame Anwenden des jeweiligen Offsetkorrekturwertes mit dem jeweiligen Korrekturfaktor auf den jeweiligen Messwert erfolgt bevorzugt dadurch, dass der jeweilige Korrekturfaktor mit dem jeweiligen Messwert multipliziert wird und der jeweilige Offsetkorrekturwert hinzuaddiert wird.In preferred embodiments of the method according to the invention, a first offset correction value is also determined which, together with the first correction factor, serves to calibrate the first combination of magnetic field sensors. Accordingly, a second offset correction value is also determined which, together with the second correction factor, serves to calibrate the second combination of magnetic field sensors. Correspondingly, a third offset correction value is also determined, if necessary, which, together with the third correction factor, serves to calibrate the third combination of magnetic field sensors. Correspondingly, further offset correction values are determined, if necessary, which are used together with the respective further correction factor for calibrating the respective further combination of the magnetic field sensors. The first offset correction value is applied together with the first correction factor to the first measured value applied to get the first corrected reading. The second offset correction value is applied to the second measured value together with the second correction factor in order to obtain the second corrected measured value. If necessary, the third offset correction value is applied together with the third correction factor to the third measured value in order to obtain the third corrected measured value. If necessary, the further offset correction values are each applied together with the respective further correction factor to the respective further measured value in order to obtain the respective further corrected measured value. The joint application of the respective offset correction value with the respective correction factor to the respective measured value is preferably carried out in that the respective correction factor is multiplied by the respective measured value and the respective offset correction value is added.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zum Vergleichen der korrigierten Messwerte absolute Beträge der Differenzen zwischen den korrigierten Messwerten oder Quadrate der Differenzen zwischen den korrigierten Messwerten gebildet. Es wird bevorzugt eine Summe der absoluten Beträge der Differenzen zwischen den korrigierten Messwerten bzw. eine Summe der Quadrate der Differenzen zwischen den korrigierten Messwerten gebildet. Die entsprechende Summe wird bevorzugt als ein Testsignal verwendet.In preferred embodiments of the method according to the invention, absolute amounts of the differences between the corrected measured values or squares of the differences between the corrected measured values are formed to compare the corrected measured values. A sum of the absolute amounts of the differences between the corrected measured values or a sum of the squares of the differences between the corrected measured values is preferably formed. The corresponding sum is preferably used as a test signal.
Bevorzugt wird ein Fehlersignal ausgegeben, wenn die Summe der absoluten Beträge der Differenzen zwischen den korrigierten Messwerten bzw. die Summe der Quadrate der Differenzen der Differenzen zwischen den korrigierten Messwerten ein vorab definiertes Höchstmaß übersteigt. Durch das Höchstmaß wird vorab definiert, bis zu welcher Unterschiedlichkeit zwischen den korrigierten Messwerten die Anordnung als fehlerfrei arbeitend angesehen wird. Das Fehlersignal wird bevorzugt an eine übergeordnete Steuerung oder an einen Bediener der Anordnung gemeldet, sodass der übergeordneten Steuerung bzw. dem Bediener bekannt wird, dass die Anordnung nicht mehr fehlerfrei misst.An error signal is preferably output if the sum of the absolute amounts of the differences between the corrected measured values or the sum of the squares of the differences in the differences between the corrected measured values exceeds a previously defined maximum. The maximum extent defines in advance the difference between the corrected measured values and the extent to which the arrangement is regarded as working without errors. The error signal is preferably reported to a higher-level controller or to an operator of the arrangement, so that the higher-level controller or the operator knows that the arrangement is no longer measuring correctly.
Bei einer ersten besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Anordnung zur Messung eines auf das Maschinenelement wirkenden und in der Achse liegenden Momentes, d. h. eines Torsionsmomentes, und einer senkrecht zur Achse auf das Maschinenelement wirkenden Querkraft ausgebildet. Das Maschinenelement weist zwei der Magnetisierungsbereiche mit entgegengesetzten Polaritäten auf. Jeder der Magnetisierungsbereiche weist die gleiche axiale Position wie zwei der Magnetfeldsensoren auf, wobei diese beiden eine gleiche axiale Position aufweisenden Magnetfeldsensoren in Bezug auf die Achse gegenüberliegend angeordnet sind. Jeweils zwei der vier Magnetfeldsensoren weisen eine gleiche tangentiale Position auf und sind axial benachbart. Ein erster der vier Magnetfeldsensoren gibt ein Messsignal a1 aus. Der dem ersten Magnetfeldsensor in Bezug auf die Achse gegenüberliegende und eine gleiche axiale Position wie der erste Magnetfeldsensor aufweisende Magnetfeldsensor bildet einen zweiten der Magnetfeldsensoren, welcher ein Messsignal a2 ausgibt. Die Messsignale a1 und a2 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten des wegen des invers-magnetostriktiven Effektes auftretenden Magnetfeldes mit entgegengesetztem Richtungssinn; d. h. die Messsignale a1 und a2 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten mit unterschiedlichen Vorzeichen. Der zu dem ersten Magnetfeldsensor axial benachbarte und eine gleiche umfängliche Position wie der erste Magnetfeldsensor aufweisende Magnetfeldsensor bildet einen dritten der Magnetfeldsensoren, welcher ein Messsignal b1 ausgibt. Die Messsignale a1 und b1 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten des wegen des invers-magnetostriktiven Effektes auftretenden Magnetfeldes mit gleichem Richtungssinn; d. h. die Messsignale a1 und b1 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten mit gleichen Vorzeichen. Der dem dritten Magnetfeldsensor in Bezug auf die Achse gegenüberliegende und eine gleiche axiale Position wie der dritte Magnetfeldsensor aufweisende Magnetfeldsensor bildet einen vierten der Magnetfeldsensoren, welcher ein Messsignal b2 ausgibt. Die Messsignale b1 und b2 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten des wegen des invers-magnetostriktiven Effektes auftretenden Magnetfeldes mit entgegengesetztem Richtungssinn; d. h. die Messsignale b1 und b2 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten mit unterschiedlichen Vorzeichen. Mindestens zwei der Messwerte des Torsionsmomentes werden jeweils nach einer der folgenden mathematischen Vorschriften bestimmt:
Aus den mathematischen Vorschriften geht hervor, dass es mindestens drei der Kombinationen der Magnetfeldsensoren gibt, die jeweils zur Messung des Torsionsmomentes hinreichend sind. Die erste Kombination umfasst den ersten, den zweiten, den dritten und den vierten Magnetfeldsensor. Die zweite Kombination umfasst den ersten und den dritten Magnetfeldsensor. Die dritte Kombination umfasst den zweiten und den vierten Magnetfeldsensor.The mathematical rules show that there are at least three of the combinations of magnetic field sensors that are sufficient to measure the torsional moment. The first combination includes the first, second, third, and fourth magnetic field sensors. The second combination includes the first and the third magnetic field sensor. The third combination includes the second and fourth magnetic field sensors.
Vor der bestimmungsgemäßen Verwendung der Anordnung wurden der erste Korrekturfaktor k1 für die erste Kombination der Magnetfeldsensoren, der zweite Korrekturfaktor k2 für die zweite Kombination der Magnetfeldsensoren und der dritte Korrekturfaktor k3 für die dritte Kombination der Magnetfeldsensoren bestimmt. Diese Korrekturfaktoren werden durch Multiplikation auf die Messwerte angewendet, wodurch der erste korrigierte Messwert M'1, der zweite korrigierte Messwert M'2, und der dritte korrigierte Messwert M'3 erhalten werden:
Bevorzugt wird das Testsignal T nach einer der folgenden Vorschriften bestimmt:
Bevorzugt werden nicht lediglich zwei, sondern sämtliche der drei korrigierten Messwerte M'1, M'2, und M'3 bestimmt. Bevorzugt wird das Testsignal T nach einer der folgenden Vorschriften bestimmt:
Bei einer zweiten besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Anordnung ebenfalls zur Messung eines auf das Maschinenelement wirkenden und in der Achse liegenden Momentes, d. h. eines Torsionsmomentes, und einer senkrecht zur Achse auf das Maschinenelement wirkenden Querkraft ausgebildet. Das Maschinenelement weist drei der Magnetisierungsbereiche mit abwechselnden Polaritäten auf. Der axial mittlere der Magnetisierungsbereiche weist die gleiche axiale Position wie zwei der Magnetfeldsensoren auf, wobei diese beiden eine gleiche axiale Position aufweisenden Magnetfeldsensoren in Bezug auf die Achse gegenüberliegend angeordnet sind. Jeweils zwei der vier Magnetfeldsensoren weisen eine gleiche tangentiale Position auf und sind axial benachbart. Die axial außen angeordneten Magnetisierungsbereiche weisen jeweils die gleiche axiale Position wie einer der vier Magnetfeldsensoren auf. Ein erster der vier Magnetfeldsensoren weist eine gleiche axiale Position wie einer der axial außen angeordneten Magnetisierungsbereiche auf. Der erste Magnetfeldsensor gibt ein Messsignal a1 aus. Der zu dem ersten Magnetfeldsensor axial benachbarte und eine gleiche umfängliche Position wie der erste Magnetfeldsensor aufweisende Magnetfeldsensor bildet einen zweiten der Magnetfeldsensoren, welcher ein Messsignal b1 ausgibt. Die Messsignale a1 und b1 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten des wegen des invers-magnetostriktiven Effektes auftretenden Magnetfeldes mit gleichem Richtungssinn; d. h. die Messsignale a1 und b1 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten mit gleichen Vorzeichen. Der dem zweiten Magnetfeldsensor in Bezug auf die Achse gegenüberliegende und eine gleiche axiale Position wie der zweite Magnetfeldsensor aufweisende Magnetfeldsensor bildet einen dritten der Magnetfeldsensoren, welcher ein Messsignal b2 ausgibt. Die Messsignale b1 und b2 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten des wegen des invers-magnetostriktiven Effektes auftretenden Magnetfeldes mit entgegengesetztem Richtungssinn; d. h. die Messsignale b1 und b2 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten mit unterschiedlichen Vorzeichen. Der zu dem dritten Magnetfeldsensor axial benachbarte und eine gleiche umfängliche Position wie der dritte Magnetfeldsensor aufweisende Magnetfeldsensor bildet einen vierten der Magnetfeldsensoren, welcher ein Messsignal c2 ausgibt. Die Messsignale b2 und c2 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten des wegen des invers-magnetostriktiven Effektes auftretenden Magnetfeldes mit gleichem Richtungssinn; d. h. die Messsignale b2 und c2 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten mit gleichen Vorzeichen. Mindestens zwei der Messwerte des Torsionsmomentes werden jeweils nach einer der folgenden Vorschriften bestimmt:
Aus den mathematischen Vorschriften geht hervor, dass es mindestens drei der Kombinationen der Magnetfeldsensoren gibt, die jeweils zur Messung des Torsionsmomentes hinreichend sind. Die erste Kombination umfasst den ersten, den zweiten, den dritten und den vierten Magnetfeldsensor. Die zweite Kombination umfasst den ersten und den zweiten Magnetfeldsensor. Die dritte Kombination umfasst den dritten und den vierten Magnetfeldsensor.The mathematical rules show that there are at least three of the combinations of magnetic field sensors that are sufficient to measure the torsional moment. The first combination includes the first, second, third, and fourth magnetic field sensors. The second combination includes the first and second magnetic field sensors. The third combination includes the third and fourth magnetic field sensors.
Vor der bestimmungsgemäßen Verwendung der Anordnung wurden der erste Korrekturfaktor k1 für die erste Kombination der Magnetfeldsensoren, der zweite Korrekturfaktor k2 für die zweite Kombination der Magnetfeldsensoren und der dritte Korrekturfaktor k3 für die dritte Kombination der Magnetfeldsensoren bestimmt. Diese Korrekturfaktoren werden auf die Messwerte durch Multiplikation angewendet, wodurch der erste korrigierte Messwert M'1, der zweite korrigierte Messwert M'2, und der dritte korrigierte Messwert M'3 erhalten werden:
Bevorzugt wird das Testsignal T nach einer der folgenden Vorschriften bestimmt:
Bevorzugt werden nicht lediglich zwei, sondern sämtliche der drei korrigierten Messwerte M'1, M'2, und M'3 bestimmt. Bevorzugt wird das Testsignal T nach einer der folgenden Vorschriften bestimmt:
Bei einer dritten besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Anordnung wiederum zur Messung eines auf das Maschinenelement wirkenden und in der Achse liegenden Momentes, d. h. eines Torsionsmomentes, und einer senkrecht zur Achse auf das Maschinenelement wirkenden Querkraft ausgebildet. Das Maschinenelement weist drei der Magnetisierungsbereiche mit abwechselnden Polaritäten auf. Jeder der Magnetisierungsbereiche weist die gleiche axiale Position wie zwei der Magnetfeldsensoren auf, wobei diese beiden eine gleiche axiale Position aufweisenden Magnetfeldsensoren in Bezug auf die Achse gegenüberliegend angeordnet sind. Jeweils drei der sechs Magnetfeldsensoren weisen eine gleiche tangentiale Position auf und sind axial benachbart. Ein erster der sechs Magnetfeldsensoren weist eine gleiche axiale Position wie einer der axial außen angeordneten Magnetisierungsbereiche auf. Der erste Magnetfeldsensor gibt ein Messsignal a1 aus. Der dem ersten Magnetfeldsensor in Bezug auf die Achse gegenüberliegende und eine gleiche axiale Position wie der erste Magnetfeldsensor aufweisende Magnetfeldsensor bildet einen zweiten der Magnetfeldsensoren, welcher ein Messsignal a2 ausgibt. Die Messsignale a1 und a2 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten des wegen des invers-magnetostriktiven Effektes auftretenden Magnetfeldes mit entgegengesetztem Richtungssinn; d. h. die Messsignale a1 und a2 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten mit unterschiedlichen Vorzeichen. Der zu dem ersten Magnetfeldsensor axial benachbarte und eine gleiche umfängliche Position wie der erste Magnetfeldsensor aufweisende Magnetfeldsensor bildet einen dritten der Magnetfeldsensoren, welcher ein Messsignal b1 ausgibt. Der dritte Magnetfeldsensor weist die gleiche axiale Position wie der mittlere Magnetisierungsbereich auf. Die Messsignale a1 und b1 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten des wegen des invers-magnetostriktiven Effektes auftretenden Magnetfeldes mit gleichem Richtungssinn; d. h. die Messsignale a1 und b1 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten mit gleichen Vorzeichen. Der dem dritten Magnetfeldsensor in Bezug auf die Achse gegenüberliegende und eine gleiche axiale Position wie der dritte Magnetfeldsensor aufweisende Magnetfeldsensor bildet einen vierten der Magnetfeldsensoren, welcher ein Messsignal b2 ausgibt. Die Messsignale b1 und b2 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten des wegen des invers-magnetostriktiven Effektes auftretenden Magnetfeldes mit entgegengesetztem Richtungssinn; d. h. die Messsignale b1 und b2 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten mit unterschiedlichen Vorzeichen. Der zu dem dritten Magnetfeldsensor axial benachbarte und eine gleiche umfängliche Position wie der erste Magnetfeldsensor und der dritte Magnetfeldsensor aufweisende Magnetfeldsensor bildet einen fünften der Magnetfeldsensoren, welcher ein Messsignal c1 ausgibt. Die Messsignale b1 und c1 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten des wegen des invers-magnetostriktiven Effektes auftretenden Magnetfeldes mit gleichem Richtungssinn; d. h. die Messsignale b1 und c1 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten mit gleichen Vorzeichen. Der dem fünften Magnetfeldsensor in Bezug auf die Achse gegenüberliegende und eine gleiche axiale Position wie der fünfte Magnetfeldsensor aufweisende Magnetfeldsensor bildet einen sechsten der Magnetfeldsensoren, welcher ein Messsignal c2 ausgibt. Die Messsignale c1 und c2 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten des wegen des invers-magnetostriktiven Effektes auftretenden Magnetfeldes mit entgegengesetztem Richtungssinn; d. h. die Messsignale c1 und c2 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten mit unterschiedlichen Vorzeichen. Mindestens zwei der Messwerte des Torsionsmomentes werden jeweils nach einer der folgenden Vorschriften bestimmt:
Aus den mathematischen Vorschriften geht hervor, dass es mindestens sieben der Kombinationen der Magnetfeldsensoren gibt, die jeweils zur Messung des Torsionsmomentes hinreichend sind. Die erste Kombination umfasst den ersten, den zweiten, den dritten, den vierten, den fünften und den sechsten Magnetfeldsensor. Die zweite Kombination umfasst den ersten und den dritten Magnetfeldsensor. Die dritte Kombination umfasst den dritten und den fünften Magnetfeldsensor. Die vierte Kombination umfasst den ersten, den dritten und den fünften Magnetfeldsensor. Die fünfte Kombination umfasst den zweiten und den vierten Magnetfeldsensor. Die sechste Kombination umfasst den vierten und den sechsten Magnetfeldsensor. Die siebente Kombination umfasst den zweiten, den vierten und den sechsten Magnetfeldsensor.The mathematical rules show that there are at least seven of the combinations of magnetic field sensors that are sufficient to measure the torsional moment. The first combination comprises the first, the second, the third, the fourth, the fifth and the sixth magnetic field sensor. The second combination includes the first and third magnetic field sensors. The third combination includes the third and fifth magnetic field sensors. The fourth combination includes the first, third and fifth magnetic field sensors. The fifth combination includes the second and fourth magnetic field sensors. The sixth combination includes the fourth and the sixth magnetic field sensor. The seventh combination includes the second, fourth and sixth magnetic field sensors.
Bevorzugt werden nicht lediglich zwei, sondern mindestens vier oder weiter bevorzugt sämtliche der sieben Messwerte M1 bis M7 bestimmt. Bevorzugt werden die Korrekturfaktoren und die korrigierten Messwerte entsprechend wie bei der ersten und zweiten besonders bevorzugten Ausführungsform bestimmt. Bevorzugt wird das Testsignal T entsprechend wie bei der ersten und zweiten besonders bevorzugten Ausführungsform bestimmt.Preferably, not just two, but at least four, or more preferably all of the seven measured values M 1 to M 7 are determined. The correction factors and the corrected measured values are preferably determined in accordance with the first and second particularly preferred embodiment. The test signal T is preferably determined in accordance with the first and second particularly preferred embodiment.
Bei einer vierten besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Anordnung wiederum zur Messung eines auf das Maschinenelement wirkenden und in der Achse liegenden Momentes, d. h. eines Torsionsmomentes, und einer senkrecht zur Achse auf das Maschinenelement wirkenden Querkraft ausgebildet. Das Maschinenelement weist drei der Magnetisierungsbereiche mit abwechselnden Polaritäten auf. Die beiden axial außen angeordneten Magnetisierungsbereiche weisen jeweils die gleiche axiale Position wie zwei der Magnetfeldsensoren auf, wobei diese beiden eine gleiche axiale Position aufweisenden Magnetfeldsensoren in Bezug auf die Achse gegenüberliegend angeordnet sind. Der axial mittlere Magnetisierungsbereich weist die gleiche axiale Position wie vier der Magnetfeldsensoren auf, wobei jeweils zwei dieser Magnetfeldsensoren unmittelbar nebeneinander angeordnet sind und ein Paar bilden. Wegen dieser unmittelbar benachbarten Anordnung weisen die Magnetfeldsensoren eines jeden der beiden Paare im Wesentlichen die gleiche Position auf. Die beiden eine gleiche axiale Position aufweisenden Paare sind in Bezug auf die Achse gegenüberliegend angeordnet. Jeweils vier der acht Magnetfeldsensoren weisen eine gleiche tangentiale Position auf und sind axial benachbart. Ein erster der acht Magnetfeldsensoren weist eine gleiche axiale Position wie einer der axial außen angeordneten Magnetisierungsbereiche auf. Der erste Magnetfeldsensor gibt ein Messsignal a1 aus. Der dem ersten Magnetfeldsensor in Bezug auf die Achse gegenüberliegende und eine gleiche axiale Position wie der erste Magnetfeldsensor aufweisende Magnetfeldsensor bildet einen zweiten der Magnetfeldsensoren, welcher ein Messsignal a2 ausgibt. Die Messsignale a1 und a2 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten des wegen des invers-magnetostriktiven Effektes auftretenden Magnetfeldes mit entgegengesetztem Richtungssinn; d. h. die Messsignale a1 und a2 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten mit unterschiedlichen Vorzeichen. Dasjenige Paar der Magnetfeldsensoren, welches zu dem ersten Magnetfeldsensor axial benachbart ist und eine gleiche umfängliche Position wie der erste Magnetfeldsensor aufweist, umfasst einen dritten der Magnetfeldsensoren, welcher ein Messsignal b11 ausgibt, und einen vierten der Magnetfeldsensoren, welcher ein Messsignal b12 ausgibt. Der dritte Magnetfeldsensor und der vierte Magnetfeldsensor weisen die gleiche axiale Position wie der axial mittlere Magnetisierungsbereich auf. Die Messsignale a1, b11 und b12 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten des wegen des invers-magnetostriktiven Effektes auftretenden Magnetfeldes mit gleichem Richtungssinn; d. h. die Messsignale a1, b11 und b12 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten mit gleichen Vorzeichen. Die Messsignale a2, b21 und b22 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten des wegen des invers-magnetostriktiven Effektes auftretenden Magnetfeldes mit gleichem Richtungssinn; d. h. die Messsignale a2, b21 und b22 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten mit gleichen Vorzeichen. Das dem dritten und vierten Magnetfeldsensor in Bezug auf die Achse gegenüberliegende und eine gleiche axiale Position wie der dritte und vierte Magnetfeldsensor aufweisende Paar umfasst einen fünften der Magnetfeldsensoren, welcher ein Messsignal b21 ausgibt, und einen sechsten der Magnetfeldsensoren, welcher ein Messsignal b22 ausgibt. Die Messsignale b11 und b21 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten des wegen des invers-magnetostriktiven Effektes auftretenden Magnetfeldes mit entgegengesetztem Richtungssinn; d. h. die Messsignale b11 und b21 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten mit unterschiedlichen Vorzeichen. Die Messsignale b21 und b22 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten des wegen des invers-magnetostriktiven Effektes auftretenden Magnetfeldes mit gleichem Richtungssinn; d. h. die Messsignale b21 und b22 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten mit gleichen Vorzeichen. Der zu dem dritten Magnetfeldsensor axial benachbarte und eine gleiche umfängliche Position wie der erste Magnetfeldsensor, der dritte Magnetfeldsensor und der vierte Magnetfeldsensor aufweisende Magnetfeldsensor bildet einen siebenten der Magnetfeldsensoren, welcher ein Messsignal c1 ausgibt. Die Messsignale b11, b12und c1 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten des wegen des invers-magnetostriktiven Effektes auftretenden Magnetfeldes mit gleichem Richtungssinn; d. h. die Messsignale b11, b12 und c1 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten mit gleichen Vorzeichen. Der dem siebenten Magnetfeldsensor in Bezug auf die Achse gegenüberliegende und eine gleiche axiale Position wie der siebente Magnetfeldsensor aufweisende Magnetfeldsensor bildet einen achten der Magnetfeldsensoren, welcher ein Messsignal c2 ausgibt. Die Messsignale c1 und c2 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten wegen des invers-magnetostriktiven Effektes auftretenden Magnetfeldes mit entgegengesetztem Richtungssinn; d. h. die Messsignale c1 und c2 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten mit unterschiedlichen Vorzeichen. Die Messsignale b21, b22 und c2 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten des wegen des invers-magnetostriktiven Effektes auftretenden Magnetfeldes mit gleichem Richtungssinn; d. h. die Messsignale b21, b22 und c2 repräsentieren die axialen Richtungskomponenten mit gleichen Vorzeichen. Mindestens zwei der Messwerte des Torsionsmomentes werden jeweils nach einer der folgenden Vorschriften bestimmt:
Aus den mathematischen Vorschriften geht hervor, dass es mindestens drei der Kombinationen der Magnetfeldsensoren gibt, die jeweils zur Messung des Torsionsmomentes hinreichend sind. Die erste Kombination umfasst den ersten, den zweiten, den dritten, den vierten, den fünften, den sechsten, den siebenten und den achten Magnetfeldsensor. Die zweite Kombination umfasst den ersten, den dritten, den vierten und den siebenten Magnetfeldsensor. Die dritte Kombination umfasst den zweiten, den fünften, den sechsten und den achten Magnetfeldsensor.The mathematical rules show that there are at least three of the combinations of magnetic field sensors that are sufficient to measure the torsional moment. The first combination comprises the first, the second, the third, the fourth, the fifth, the sixth, the seventh and the eighth magnetic field sensor. The second combination includes the first, third, fourth and seventh magnetic field sensors. The third combination includes the second, fifth, sixth and eighth magnetic field sensors.
Bevorzugt werden nicht lediglich zwei, sondern mindestens drei der Messwerte M1 bis M3 bestimmt. Bevorzugt werden die Korrekturfaktoren und die korrigierten Messwerte entsprechend wie bei der ersten und zweiten besonders bevorzugten Ausführungsform bestimmt. Bevorzugt wird das Testsignal T entsprechend wie bei der ersten und zweiten besonders bevorzugten Ausführungsform bestimmt.Preferably, not just two, but at least three of the measured values M 1 to M 3 are determined. The correction factors and the corrected measured values are preferably determined in accordance with the first and second particularly preferred embodiment. The test signal T is preferably determined in accordance with the first and second particularly preferred embodiment.
Die beschriebenen vier besonders bevorzugten Ausführungsformen weisen bevorzugt auch Merkmale auf, die oben als bevorzugt beschrieben sind.The four particularly preferred embodiments described preferably also have features that are described above as preferred.
Die erfindungsgemäße Anordnung dient zum Messen einer Kraft und/oder eines Momentes an einem sich in einer Achse erstreckenden Maschinenelement. Das Maschinenelement weist mindestens zwei sich umfänglich um die Achse herum erstreckende Magnetisierungsbereiche für jeweils eine Magnetisierung auf. Die Anordnung umfasst mindestens vier Magnetfeldsensoren jeweils zum Messen einer axialen Richtungskomponente eines durch die Magnetisierung sowie durch die Kraft und/oder durch das Moment bewirkten Magnetfeldes. Es gibt mindestens zwei Kombinationen von jeweils mindestens zwei der Magnetfeldsensoren. Jede dieser Kombinationen ist zur Messung der Kraft oder des Momentes hinreichend. Die Anordnung umfasst weiterhin eine Messsignalverarbeitungseinheit, welche zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Die Messsignalverarbeitungseinheit ist bevorzugt zur Ausführung einer der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet. Im Übrigen weist die Anordnung bevorzugt auch Merkmale auf, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren angegeben sind.The arrangement according to the invention is used to measure a force and / or a moment on a machine element extending in an axis. The machine element has at least two magnetization regions extending circumferentially around the axis, each for one magnetization. The arrangement comprises at least four magnetic field sensors each for measuring an axial directional component of a magnetic field caused by the magnetization and by the force and / or the moment. There are at least two combinations of at least two of the magnetic field sensors. Any of these combinations is sufficient to measure force or moment. The arrangement also includes a measurement signal processing unit which is designed to carry out the method according to the invention. The measurement signal processing unit is preferably designed to carry out one of the described preferred embodiments of the method according to the invention. In addition, the arrangement preferably also has features that are specified in connection with the method according to the invention.
Die Messsignalverarbeitungseinheit ist bevorzugt durch einen Mikrokontroller gebildet. Im weiteren Sinne ist die Messsignalverarbeitungseinheit bevorzugt durch eine Recheneinheit gebildet.The measurement signal processing unit is preferably formed by a microcontroller. In the broader sense, the measurement signal processing unit is preferably formed by a computing unit.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
-
1 eine erste bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung in zwei Ansichten; -
2 eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung in zwei Ansichten; -
3 eine dritte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung in zwei Ansichten; und -
4 eine vierte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung in zwei Ansichten.
-
1 a first preferred embodiment of an arrangement according to the invention in two views; -
2 a second preferred embodiment of the arrangement according to the invention in two views; -
3 a third preferred embodiment of the arrangement according to the invention in two views; and -
4th a fourth preferred embodiment of the arrangement according to the invention in two views.
Der Hohlflansch
Die Anordnung umfasst weiterhin vier Magnetfeldsensoren
Die vier Magnetfeldsensoren
Zwei der vier Magnetfeldsensoren
Ein erster Magnetfeldsensor
Die Anordnung umfasst weiterhin einen Mikrokontroller (nicht gezeigt), welcher zur Messsignalverarbeitung dient und zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Prüfen der Anordnung konfiguriert ist.The arrangement further comprises a microcontroller (not shown) which is used for measuring signal processing and is configured to carry out a method according to the invention for checking the arrangement.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 0101
- Maschinenelement in Form eines HohlflanschesMachine element in the form of a hollow flange
- 0202
- --
- 0303
- Achseaxis
- 0404
- MagnetisierungsbereichMagnetization range
- 0505
- UmlaufsinnOrbital sense
- 0606
- MagnetfeldsensorMagnetic field sensor
- 0707
- MagnetfeldrichtungMagnetic field direction
- 0808
- --
- 0909
- --
- 1010
- --
- 1111
- erster Magnetfeldsensorfirst magnetic field sensor
- 1212
- zweiter Magnetfeldsensorsecond magnetic field sensor
- 1313
- dritter Magnetfeldsensorthird magnetic field sensor
- 1414th
- vierter Magnetfeldsensorfourth magnetic field sensor
- 1515th
- fünfter Magnetfeldsensorfifth magnetic field sensor
- 1616
- sechster Magnetfeldsensorsixth magnetic field sensor
- 1717th
- siebenter Magnetfeldsensorseventh magnetic field sensor
- 1818th
- achter Magnetfeldsensoreighth magnetic field sensor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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- US 9151686 B2 [0010]US 9151686 B2 [0010]
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