Druckaufnehmer Druckaufnehmer im Miniaturformat: Superkleine Kraftpakete

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Althen GmbH Mess- und Sensortechnik

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Der Bauraum in vielen Applikationen wird immer begrenzter; Komponenten und Sensoren müssen klein, kompakt, leicht und dabei leistungsstark und präzise sein. Althen zeigte auf der Sensor + Test 2024 einen der kleinsten Druckaufnehmer der Welt des Herstellers Sensorade sowie Miniaturaufnehmer zur Beschleunigungsmessung von TML.

Mit nur 1,2 Millimetern ist der Ultra-Miniaturdruckaufnehmer von Sensorade einer der kleinsten der Welt. Ein zentrales Anwendungsgebiet für derart kleine Druckaufnehmer ist die Aerodynamik, beispielweise bei Windtunneln, Windturbinen oder Turbomaschinen sowie Turboladern. In diesen Applikationen ist der Bauraum oft eingeschränkt und eine dynamische, schnelle Druckmessung erforderlich. Beispielsweise wird der Sensor an neuralgischen Punkten an einem Objekt im Windtunnel integriert, um genau zu prüfen, wie sich die Strömungen entlang des Objekts verhalten. Auch bei Turboladern, die sehr schnell mit bis zu 100.000 Umdrehungen pro Minute drehen, ist es hilfreich, wenn ein Druckaufnehmer besonders klein ist, um ihn zum Beispiel an den Seitenwänden möglichst nah an den Rotorblättern anzubringen.

Druckaufnehmer und Temperaturerfassung in einem Sensor

Eine Besonderheit bei den Sensorade-Miniaturdruckaufnehmern ist die gleichzeitige Temperaturmessung. Die Temperatur hat einen großen Einfluss auf die Genauigkeit des Messergebnisses. Die Sensorade-Sensoren erfassen permanent selbst die Temperatur, die durch eine Berechnungsformel im Messergebnis berücksichtigt werden kann. So erzielt der Sensor ein sehr präzises Druckmessergebnis in Bezug zur tatsächlichen Temperatur.

Hervorzuheben ist auch die Resonanzfrequenz von 2,7 Megahertz. Bei dynamischen Messungen ist eine so extrem hohe Anzahl von Messungen pro Sekunde besonders vorteilhaft. Neben der zylindrischen Form in den Größen 1,25 und 1,55 Millimetern ist auch eine Flachversion erhältlich. Flache Drucksensoren eignen sich etwa im Windtunnel, da hier selbst bei nicht-flächenbündiger Montage so gut wie keine Verwirbelung verursacht wird. Althen liefert auch den Messverstärker zu den Sensoren, da diese zunächst ein Rohsignal ausgeben. Durch den Signalverstärker wird dieses zu einem Standardausgangssignal aufgearbeitet. Der Verstärker ist im zugehörigen Stecker verbaut, sodass der Sensor in seiner geringen Größe erhalten bleibt.

Beschleunigungssensoren für niederfrequente Bereiche

In vielen Applikationen steigen auch bei den Beschleunigungssensoren die Anforderungen an Kompaktheit und Präzision bei geringen Platzverhältnissen. Für niederfrequente Beschleunigungsmessungen bietet Althen besonders kompakte Beschleunigungssensoren von TML an. Der einaxiale Beschleunigungssensor aus der ARF-A-Serie beispielsweise ist 13 Gramm leicht, in der ARH-Serie wiegt ein vergleichbarer Sensor nur 18 Gramm. Für triaxiale Messungen sind die Abmaße der Beschleunigungsaufnehmer etwas weniger kompakt, dafür ebenfalls für den niederfrequenten Messbereich gut geeignet. 

Beispiele für niederfrequente Anwendungen sind seismologische Messungen bei Erdbeben oder auch das Bremsverhalten bei Zugentschleunigungen. Beim Abbremsen von Zügen treten maximale (negative) Beschleunigungen von 0,2 bis 0,3 G auf. Mit einem Messbereich von circa einem G ist der ARF-10A hier gut geeignet, zumal er über eine hohe Genauigkeit verfügt. Ein Verstärker ist in den TML-Beschleunigungsaufnehmern nicht integriert, wird aber vom Hersteller auf Wunsch mitgeliefert. Ebenso kann der Messspezialist die gesamte Messkette zur Verfügung stellen inklusive Sensor, Messverstärker und Kabel sowie der für die Applikation empfohlenen Kalibrierung.

Für sämtliche im Portfolio befindliche Sensoren und Messsys­teme kann Althen individuelle Kundenlösungen realisieren, durch Anpassungen, Individualentwicklungen, Kalibrierungen sowie Unterstützung bei Konstruktion, Inbetriebnahme, Datenerfassung und -auswertung.

Die Autorin Michaela Wassenberg ist freie Journalistin in Nürnberg.