Neigungssensoren mit dynamischer Beschleunigungskompensation
Duales (Mess-)System
Ab sofort gibt es die dynamisch bewegungskompensierten Neigungssensoren der Dynamic Tiltix-Reihe nicht nur mit CANopen-Interface, sondern auch mit J1939-Anbindung. Zudem kommt bei den Sensoren ein duales Messsystem zum Zuge.
Bild: ©Zhao jian kann/ Fraba-Posital GmbHDem Beschleunigungssensor wurde ein Gyroskop zur Seite gestellt, mit dem sich die tatsächliche Drehgeschwindigkeit in den unterschiedlichen Achsen ermitteln lässt. Beseitigt wurde so die zentrale Schwachstelle herkömmlicher Neigungssensoren, bei denen ruckartige Bewegungen und Vibration automatisch zu einem Verrauschen der über den Beschleunigungssensor ermittelten Signale führen - und damit zu Fehlern bei der Winkel- und Positionsmessung. Im Duo sorgen Beschleunigungssensor und Gyroskop, deren Signale über Algorithmen verknüpft und ausgewertet werden, für die präzise Bestimmung der tatsächlichen Neigungsposition. "Was sich so einfach anhört, erwies sich bei der praktischen Umsetzung als sehr zeit- und arbeitsintensiv", sagt Tobias Schubert, Produktmanager für die Tiltix-Neigungssensoren von Posital. "Allein in die Entwicklung des Algorithmus haben wir fast drei Jahre investiert. Dabei wurden immer wieder Feldtests bei Pilotkunden durchgeführt und analysiert." Die dynamischen Sensoren, die sich für horizontale als auch vertikale Montage eignen, haben einen Messbereich von ±180°. Die Elektronik ist in einem Aluminiumdruckgussgehäuse vergossen, das bis zu 100g schockresistent und für Schutzklasse IP69K ausgelegt ist. Die Dynamic Tiltix-Sensoren erreichen eine statische Genauigkeit von ±0,3°, eine dynamische Genauigkeit im bewegten System von 0,5° und eine Auflösung von 0,01°. Sie eignen sich auch für Retrofit. Der Sensor wird über vier Löcher montiert und muss dann nur noch über ein Kabel mit der Steuerung verbunden werden. Prädestiniert sind die Sensoren für mobile Heavy-Duty-Maschinen. So entfallen z.B. bei Baggern, die ihre Arbeit immer wieder kurzzeitig für die Ermittlung klarer Messsignale unterbrechen mussten, die bisherigen Zwangspausen. Das duale Messsystem garantiert auch im bewegten Zustand eine verlässliche Neigungsmessung. Da über das System auch die Beschleunigungskräfte und Rotationsgeschwindigkeit für alle drei Achsen erfasst werden, lassen sich mit dem Sensor zusätzliche Features und Applikationen erschließen. Hierzu gehört etwa das Monitoring von komplexen Bewegungsabläufen auf Containerbrücken bzw. in Spreadern. "Echtes Potenzial sehen wir zukünftig im Bereich autonomes Fahren, der auch im Off-Highway-Bereich - z.B. bei Landmaschinen - stattfindet", so Schubert. "Bei Kurvenfahrten etwa lässt sich durch Auslesen der Rotationsgeschwindigkeit der horizontalen Achse das GPS-Signal korrigieren."
Ab sofort gibt es die dynamisch bewegungskompensierten Neigungssensoren der Dynamic Tiltix-Reihe nicht nur mit CANopen-Interface, sondern auch mit J1939-Anbindung. Zudem kommt bei den Sensoren ein duales Messsystem zum Zuge.
Bild: ©Zhao jian kann/ Fraba-Posital GmbHDem Beschleunigungssensor wurde ein Gyroskop zur Seite gestellt, mit dem sich die tatsächliche Drehgeschwindigkeit in den unterschiedlichen Achsen ermitteln lässt. Beseitigt wurde so die zentrale Schwachstelle herkömmlicher Neigungssensoren, bei denen ruckartige Bewegungen und Vibration automatisch zu einem Verrauschen der über den Beschleunigungssensor ermittelten Signale führen - und damit zu Fehlern bei der Winkel- und Positionsmessung. Im Duo sorgen Beschleunigungssensor und Gyroskop, deren Signale über Algorithmen verknüpft und ausgewertet werden, für die präzise Bestimmung der tatsächlichen Neigungsposition. "Was sich so einfach anhört, erwies sich bei der praktischen Umsetzung als sehr zeit- und arbeitsintensiv", sagt Tobias Schubert, Produktmanager für die Tiltix-Neigungssensoren von Posital. "Allein in die Entwicklung des Algorithmus haben wir fast drei Jahre investiert. Dabei wurden immer wieder Feldtests bei Pilotkunden durchgeführt und analysiert." Die dynamischen Sensoren, die sich für horizontale als auch vertikale Montage eignen, haben einen Messbereich von ±180°. Die Elektronik ist in einem Aluminiumdruckgussgehäuse vergossen, das bis zu 100g schockresistent und für Schutzklasse IP69K ausgelegt ist. Die Dynamic Tiltix-Sensoren erreichen eine statische Genauigkeit von ±0,3°, eine dynamische Genauigkeit im bewegten System von 0,5° und eine Auflösung von 0,01°. Sie eignen sich auch für Retrofit. Der Sensor wird über vier Löcher montiert und muss dann nur noch über ein Kabel mit der Steuerung verbunden werden. Prädestiniert sind die Sensoren für mobile Heavy-Duty-Maschinen. So entfallen z.B. bei Baggern, die ihre Arbeit immer wieder kurzzeitig für die Ermittlung klarer Messsignale unterbrechen mussten, die bisherigen Zwangspausen. Das duale Messsystem garantiert auch im bewegten Zustand eine verlässliche Neigungsmessung. Da über das System auch die Beschleunigungskräfte und Rotationsgeschwindigkeit für alle drei Achsen erfasst werden, lassen sich mit dem Sensor zusätzliche Features und Applikationen erschließen. Hierzu gehört etwa das Monitoring von komplexen Bewegungsabläufen auf Containerbrücken bzw. in Spreadern. "Echtes Potenzial sehen wir zukünftig im Bereich autonomes Fahren, der auch im Off-Highway-Bereich - z.B. bei Landmaschinen - stattfindet", so Schubert. "Bei Kurvenfahrten etwa lässt sich durch Auslesen der Rotationsgeschwindigkeit der horizontalen Achse das GPS-Signal korrigieren."
FRABA GmbH
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 5 2019 - 15.05.19.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
