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Messung von Kräften mit Kraftmessgeräten

Oft ist es sowohl im privaten als auch im industriellen Bereich erforderlich oder auch erwünscht, Kräfte zwischen zwei Körpern messen zu können. Das bekannteste Beispiel ist wohl die Personenwaage, welche die Gewichtskraft der Person, die gerade auf der Waage steht, anzeigt. Weiterlesen...

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Messung von Kräften mit Kraftmessgeräten

Oft ist es sowohl im privaten als auch im industriellen Bereich erforderlich oder auch erwünscht, Kräfte zwischen zwei Körpern messen zu können. Das bekannteste Beispiel ist wohl die Personenwaage, welche die Gewichtskraft der Person, die gerade auf der Waage steht, anzeigt. Weiterlesen...

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Messung von Kräften mit Kraftmessgeräten

Oft ist es sowohl im privaten als auch im industriellen Bereich erforderlich oder auch erwünscht, Kräfte zwischen zwei Körpern messen zu können. Das bekannteste Beispiel ist wohl die Personenwaage, welche die Gewichtskraft der Person, die gerade auf der Waage steht, anzeigt.

Was ist ein Kraftmessgerät?

Ein Kraftmessgerät ist eine kleine tragbare technische Messeinrichtung, welches in der Lage ist, Kräfte zwischen zwei Körpern zu messen und das Messergebnis je nach technischer Ausführung entweder analog oder digital anzuzeigen.

Die Ausführung kann entweder als Kraftmessgerät Druckkraft oder als Zugkraft ausgelegt sein. Die Maßeinheit für die jeweilige Zug- oder Druckkraft ist in der Regel Newton.

Bestandteile von Kraftmessgeräten

Kraftmessgeräte bestehen im Wesentlichen aus folgenden Bestandteilen:

  • Sensoreinheit
    Die Sensoreinheit eines Kraftmessgerätes ist der eigentliche Kraftaufnehmer des jeweiligen Gerätes, welcher mit dem eingeleiteten Kraftsignal unmittelbar in Berührung kommt. Die Sensoreinheit leitet dann das anstehende Kraftsignal an die Anzeigeeinheit weiter.
  • Anzeigeeinheit
    Die Anzeigeeinheit eines Kraftmessgerätes ist in einem Gehäuse untergebracht und zeigt dem Bediener des Gerätes die Höhe der eingeleiteten Kraft an. Dies kann je nach Ausführung analog oder digital erfolgen.

Arten von Kraftmessgeräten

Man unterscheidet im Wesentlichen folgende Arten von Kraftmessgeräten:

  • Kraftmessgeräte mit mechanischer Umsetzung und Anzeige
    Bei diesen Kraftmessgeräten werden die eingeleiteten Kräfte rein durch mechanische Teile aufgenommen und weitergegeben. Als typisches Beispiel sei hier eine mechanische Federwaage mit Schleppzeiger angegeben, welcher je nach Höhe der angehängten Last mehr oder weniger weit ausgelenkt wird.
  • Kraftmessgeräte mit digitaler Umsetzung und Anzeige
    Digitale Kraftmessgeräte wandeln die eingeleiteten mechanischen Kräfte in elektrische Signale um und geben diese an die jeweilige Anzeigeeinheit in digitaler Form weiter. Digitale Kraftmessgeräte benötigen zum Betrieb eine interne Stromzufuhr, welche in der Regel durch kleine Akkuzellen erfolgt.

Mechanische Kraftmessgeräte

Die mechanischen Kraftmessgeräte können für Zug- und Druckkraftmessungen eingesetzt werden. Mechanische Kraftmessgeräte haben den Vorteil, dass sie keine Stromzufuhr und damit auch keine Akkuzellen benötigen.
Mechanische Kraftmessgeräte zeichnen sich durch folgende Merkmale aus:

  • Sie haben eine hohe Wägegenauigkeit, welche abgestuft von 0,05 N bis 2,5 N bewegt.
  • Sie sind sehr robust und wartungsfrei.
  • Mechanische Kraftmessgeräte haben eine duale Skala, welche in Newton und kg ablesbar ist.
  • Eine drehbare Ableseeinheit erleichtert das einfache Justieren des Gerätes.
  • Eine Peak-Hold-Funktion mittels Schleppzeiger ermöglicht ein kontinuierliches Messen mit Spitzenwerterfassung.
  • Mechanische Kraftmessgeräte sind auf sämtliche gängigen Prüfstände montierbar.
  • Die Anzeige kann jederzeit per Knopfdruck auf Null gestellt werden.
  • Mechanische Kraftmessgeräte haben eine hohe Präzision von max. 1 %.
  • Mechanische Messgeräte sind sehr kompakt.

Digitale Kraftmessgeräte

Digitale Messgeräte zur Kraftmessung können mit externen und internen Kraftaufnehmern ausgestattet sein und sind für Zug- und Druckkraftmessungen einsetzbar. Bei der Ausführung mit externem Kraftaufnehmer ist dieser mit dem Anzeigegerät über ein Kabel verbunden. Es können Messwerte von bis zu 100 KN erfasst werden.
Digitale Messgeräte zur Kraftmessung haben folgende Merkmale:

  • Sie haben eine hohe Messgenauigkeit.
  • Ein umkehrbares Display ermöglicht eine automatische Richtungserkennung.
  • Der Kraftmesser hat eine gut ablesbare LCD-Anzeige.
  • Spitzenwerte können durch eine Peak-Hold-Funktion erfasst werden. Eine Trackfunktion ermöglicht eine kontinuierliche Messanzeige.
  • Zug- und Druckkräfte können durch eine Push- und Pullfunktion erfasst werden.
  • Die Grenzwerte von Messungen können mit akustischen und optischen Signalen erfasst werden.
  • Eine hohe Datenabtastfrequenz von 2.000 Hz ermöglicht kontinuierliche Messungen.
  • Die Messanzeigen sind wähl- und einstellbar in N, lb und kg.
  • Es besteht eine Datenschnittstelle RS-232.

Kraftmessgerät mit DMS Kraftsensoren

Dehnungsmessstreifen (DMS) arbeiten nach dem Prinzip einer spezifischen Widerstandsänderung, welche durch Dehnung oder Stauchung des DMS auftritt. DMS werden auf die zu prüfenden Bauteile geklebt und reagieren auf elastische Verformungen, welche als elektrische Signale an ein Ausgabegerät weitergeleitet werden. Mit DMS können Zug- und Druckkräfte erfasst werden. In der Praxis werden DMS auch häufig für Messungen von Drehmomenten eingesetzt.
DMS können existieren in folgenden Ausführungen:

  • Biegebalken
  • S-förmige Kraftsensoren
  • Membran-Kraftaufnehmer
  • Scherbalken (für Drehmomentmessungen)
  • Ringkraftaufnehmer
  • Flachformaufnehmer

Kompetente Anbieter von Kraftmessgeräten

Bosche ist ein kompetenter Anbieter von Kraftmessgeräten jeglicher Art und hat auf diesem komplexen Spezialgebiet große Erfahrungen.

Das Unternehmen vertreibt qualitativ hochwertige Produkte von hoher Messgenauigkeit bei gleichzeitig robusten Eigenschaften der Messgeräte.

Durch die breite Produktvielfalt können mit den angebotenen und zur Verfügung stehenden Messgeräten alle in der Praxis vorkommenden Einsatzfälle abgedeckt werden.

Wenden Sie sich mit allen bei Ihnen vorkommenden Messproblemen an Bosche. Unsere erfahrenen Mitarbeiter werden Sie umfassend und kompetent beraten.

Fazit

Kraftmessgeräte gehören zu den am meisten verwendeten Messaufnehmern überhaupt. Der Einsatz ist als Kraftmessgerät Druckkraft oder als Zugkraft möglich. Besonders in der Kfz-Technik kommt es häufig vor, dass die Auswirkung von Massenkräften, welche zu den dynamischen Kräften zählen, ermittelt werden müssen.

Diese dynamischen Massenkräfte treten nur im Fahrbetrieb auf, wenn bewegte Massen beschleunigt oder abgebremst werden oder wenn eine Fahrtrichtungsänderung erfolgt. Man spricht dann auch von Fliehkräften.

Solche dynamischen Massenkräften werden in der Regel mit Dehnungsmessstreifen (DMS) als Messwertaufnehmer ermittelt und an das jeweilige Ausgabegerät weitergeleitet. Besonders auf dem Gebiet der Schwingungstechnik ist es oft wichtig, die Auswirkung von dynamischen Massenkräften zu kennen, um der Gefahr der Resonanzbildung durch geeignete Maßnahmen wirkungsvoll begegnen zu können.

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