Kein externer Signalverstärker erforderlich

Die Kraftsensoren im Biegebalkendesign der Baureihen KT705 und KT805 von Megatron verfügen neben der DMS-Sensortechnologie auch über einen integrierten Analogverstärker und liefern somit die gängigen Ausgangssignale wie −10 V ... +10 V, 0 V ... +10 V und 4 mA ... 20 mA (Bild 2). Durch den Analogverstärker wird das Ausgangssignal bereits am Sensor verstärkt. So ist es weniger störanfällig als das Signal von Sensoren mit externer Signalaufbereitung. Damit entfällt die Notwendigkeit eines separaten Verstärkers: Konstrukteure sparen so nicht nur Bauraum, sondern auch zeitaufwändige Verdrahtungs- und Justagearbeiten zwischen Sensor und Messverstärker. Der beigelegte Test-Report für jeden einzelnen Sensor liefert dem Anwender die notwendigen Messwerte für eine präzise Einstellung und Messung in der Kundenanlage. „Die Signalsicherheit dieser Sensoren ist sehr hoch“, sagt Dipl.-Ing. (FH) Kerstin Rintelmann, Produktmanagerin Kraftsensorik bei der Megatron Elektronik GmbH & Co. KG.

Gleichzeitige Messung von Zug- und Druckkräften

Seit Frühjahr 2024 sind der KT705 und der KT805 mit einer komplett überarbeiteten Elektronik auf dem Markt. Die Kraftaufnehmer liefern hierdurch eine negative Ausgangsspannung (−10 V … +10 V) bzw. zeigen an, wenn der Sensor entgegen der vorgesehenen Kraftrichtung betätigt wird. Diese Funktion wurde von Kunden gewünscht, die die hohe Präzision der KT-Kraftsensoren schätzen, diese aber bisher mangels negativer Ausgangsspannung nicht in ihren Anwendungen einsetzen konnten.

„Bisher hatten wir bei diesen Sensoren nur ein Ausgangssignal von 0 V … +10 V bzw. 4 mA … 20 mA. Damit kann der Sensor nicht anzeigen, ob eine Kraft entgegen der beabsichtigten Richtung Zug oder Druck wirkt“, berichtet K. Rintelmann. Mithilfe des negativen Ausgangssignals können die Kraftsensoren KT705 und KT805 je nach Kraftrichtung nicht nur Zug-, sondern auch Druckkräfte anzeigen. „Der Anwender hat somit durch die erweiterte Funktionalität eine größere Kontrolle über seine Prozesse.“

Zwar war es auch vorher schon möglich, mit den Kraftsensoren KT705 und KT805 Zug- und Druckkräfte zu erfassen. Allerdings nur über einen Umweg und mit deutlichen Nachteilen: „Wir haben z. B. für einen Kunden eine Lösung realisiert, bei der man von 0 V … +5 V Zug und von +5 V … +10 V Druck messen konnte“, erinnert sich K. Rintelmann. „Das geht allerdings auf Kosten der Genauigkeit, weil die 10 V dann ja auf den doppelten Kraftbereich ausgedehnt werden.“ Für den Anwender spielte damals die exakte Erfassung der Kräfte keine große Rolle, ein Näherungswert genügte.

Von der überarbeiteten Elektronik in den Kraftsensoren der Baureihen KT705 und KT805 profitieren Anwender in den unterschiedlichsten Branchen. So müssen beispielsweise in der Kabelfertigung die Kräfte beim Verdrillen sowie beim Ablängen und beim Abziehen von Crimpkontakten gemessen werden. In Materialprüfmaschinen hingegen erfassen die Kraftsensoren Zug- und Druckkräfte, die auf den Prüfling wirken. In der Medizintechnik messen die Kraftsensoren ebenso wie in der Förder- und Verpackungstechnik Stellkräfte, und bei Montageprozessen in der Industrie werden Füge-, Biege- und Hebekräfte ermittelt. Aber auch im Alltag sind die Kraftsensoren zu finden – in Trainingsgeräten im Fitnessstudio oder in der Rehabilitation. Hier messen sie die Betätigungskräfte des Sportlers oder Patienten und sorgen so für den größtmöglichen Therapie- oder Trainingserfolg.           

Literatur

1. Megatron Elektronik GmbH & Co. KG, Putzbrunn: www.megatron.de