torque speed measuring system
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torque speed measuring system
TORQUE SPEED MEASURING SYSTEM With compliments Helmut Singer Elektronik www.helmut-singer.de [email protected] fon +49 241 155 315 fax +49 241 152 066 Feldchen 16-24 D-52070 Aachen Germany MODIA GmbH Meß- und Datentechnik Kohlackerweg 17 69151 Neckargemünd Tel.: 06223/72808 FAX:06223/72720 2 The Speed-Torque-Measurement System has been designed especially for measurements in the field of high precision instruments and allows to determine very small torques. The flexual pivots are the core of the torque transducers and replace the measuring shafts of traditional transducers. The angular displacement caused by the effecting torque is taken up by differential transformers. Together with an incremental Measuring System for rotary speed motor test set ups can be combined which allow most exact measurement of torques at highest rotary speed A data interface facilitates the valuation of high numbers of tests. Field of application: • • • Product examination Random tests of goods received Control in series production Examples of specimen • • • • • • • Electric motors Magnetic clutches, friction clutches Ball bearings, slide bearings, brakes and gear trains Rotary switches, potentiometers, variable capacitors Helical and torsion springs, viscosimeters Fuel injection pumps, rotary magnets, small turbines contact sensors System Components: 1. Transducers Speed Probes The noncontact speed scanning of rotating objects is possible with photoelectric and magnetic inductive speed probes within a range of 10 min-1 up to 999.999 min-1 . The speed probes are robust and resistant to soiling, oil and grease. Photoelectric Speed Probe A 1S 30 P Magnetic Inductiv Speed Probe A 5S 01 E 138 122 95 90 * M14 x 1,5 8 * other lengths upon inquiry Torque Transducers Five Torque Transducer types are available to cover the total measuring range of 0.1 - 10.000 Ncm. The torque to be measured rotates the rotor of the torque transducer against the restoring force of the rotor's flexural pivot. The angular displacement of max. ±2° proportional to the torque is sensed by an inductive pickoff and displayed by the meter. Transducer type Max torqueMax. axial load Max. radial load Max. hysteresis Accuracy Max. zero shift by radial load Moment of inertia Spring rate Weight Factor M Nm N N % of selected range % of selected range mNm/N mNms2 Nm/rad kg Table 1: Technical Data of Speed-Torque Meters Due to the rigid design of the torque transducer, the housing (stator) of small electrique motors may be fixed directly to the shaft of the transducer. Thus, the transducer measures the reaction torque acting upon the stator of the motor. This results in a very simple test setup which allows unlimited high rotary speed of the unloaded motor shaft but also load simulations on the easily accessible shaft. DG 1-1 0,001 8 1 ± 0,15 ±1 DG 1-2 0,01 60 10 ± 0,15 ±1 DG 1-3 0,10 150 70 ± 0,15 ±1 DG 1-4 1 500 200 ± 0,15 ±1 DG 1-6 100 1.000 500 ± 0,20 ±1 0,035 12⋅10-5 3,4⋅10-2 0,2 1 0,035 15⋅10-5 0,34 0,2 10 0,035 90⋅10-5 2,9 0,2 100 0,9 1,3⋅10-2 34 3 1.000 1 1 3500 4 100.000 3 Torque Transducers Characteristics, common to all transducers: Measuring Range Dimension "A" DG 1-1 1 mNm 52,5 DG 1-2 10 mNm 52,5 • All transducers can be mounted to the measuring stand M 2 and P 2 (DG 1-1 to DG 1-3 with adapter plate) Transducers DG 1-1 to DG 1-3 can additionally be mounted to the small measuring stand M2 and P2 "A"+0.5 DG1-3 0,1 Nm 55,2 6 +0.3 -0.2 2 +0.2 Measuring range 28h6 16h6 3h6 2 +0.2 16h6 Three M3 tapped holes, equally spaced at 120° on 23,6 pitch circle diameter DG 1-4 1 Nm 127.5 Three M5 tapped holes, equally spaced at 120° on 70 pitch circle diameter 30.5 DG 1-6 100 Nm 3 M6 tapped holes, equally spaced at 120° on 78 pitch circle diameter 1.5 Max. 222 Max. 40 90 -0.15 27.5 Feather key A 6x6x32 DIN 6885 25h9 Type Measuring range 80h7 50h7 16h7 • • Flexual pivots protected against overload by mechanical stops Cable length 5 feet approx. Mounting of transducer at its outer diameter or at its face by three thread holes equally spaced at 120 o 50h7 • 4 Display Units Base Modules The base modules (M321.10 to 323.03) can be delivered for use in 19’’-inch racks or in different combinations as table mounting systems (M621.10 to M621.6) Base Module MM for Torque Measurement Analog • Analogue display • Analogue output ±1 V • Zero point with rough and fine adjustment • • • • • • (with the analogue device zero in the centre of the display) Selection of the measuring range between 1,3,10,30,100% of the transducer range (1 mNm - 100 Nm) switchable filter with a boundary frequency of fb= 10 Hz For use with Teldix/Modia torque transducers DG1-1/2/3/4 and /6 All connections at the backside of the device As table mounting system or for use in 19 inch rack Accuracy of the display device: 1% of the end value of each measur.range. 0 100 20 DREHMOMENT TORQUE 10 100 10 20 FEIN FINE 30 30 NULLPUNKT ZERO GROB COARSE NETZ POWER Filter Test 1 3 10 100 30 -3 Ncm x 10 x M M 321.10 Base Module MS for Speed Measurement Digital • Display with 5 positions • Measuring range 100 min-1 to • • • • • 999.999 min -1 Analogue output + 1 V; with adaptable range Single pulse output TTL Programmable measuring range Programmable number of pulses per revolution For use with Photoelectric Speed Probe A1S30P and others DREHZAHL SPEED rpm P E M323.02/C124 5 Module DM 3 for Torque Measurement Digital DREHMOMENT DIGITAL • Digital display ± 1,000 at full scale value • Adjustment of 2 limits with relay control (Displayed by LED SP1/SP2) • Storage and Reset of Max./Min torque values • Signal output via interface RS-232 • Module DM3 can only been used in connectionwith base module MM SP1 SP2 M323.03 MOD 6 Display Units Combinations possible as Table Mounting Systems M621.11 0 100 20 10 10 100 20 30 30 0 100 20 M621.10 10 190 DREHMOMENT TORQUE 100 10 20 FEIN FINE 30 30 NULLPUNKT ZERO GROB COARSE 145 NULLPUNKT ZERO MODIA DREHMOMENT TORQUE GROB COARSE NETZ POWER Filter 1 Test 3 10 100 30 FILTER -3 Ncm x 10 x M TEST 160 100 20 10 1 3 10 30 100 -3 Ncm x10 x M 160 0 M621.50 FEIN FINE NETZ POWER DREHMOMENT DIGITAL DREHMOMENT TORQUE 100 10 20 FEIN FINE 30 30 NULLPUNKT ZERO GROB COARSE SP1 SP2 145 MOD NETZ POWER Filter 1 Test 3 10 30 100 -3 Ncm x 10 x M 339 0 100 20 10 10 100 20 M621.30 DREHMOMENT TORQUE DREHZAHL SPEED FEIN FINE 30 30 NULLPUNKT ZERO GROB COARSE rpm P 145 E NETZ POWER Filter 1 Test 3 10 30 100 -3 Ncm x 10 x M 339 0 M621.60 100 20 10 100 10 DREHZAHL SPEED DREHMOMENT DIGITAL DREHMOMENT TORQUE 20 FEIN FINE 30 30 NULLPUNKT ZERO GROB COARSE SP1 SP2 MOD rpm P E 145 NETZ POWER Filter Test 1 3 10 30 100 -3 Ncm x 10 x M Depth= 2 8 0 m m 447 All dimensions in mm 7 Accessories - Torque Speed Measuring System For a variety of applications there are available: Test stands • for the examination of micro motors (active) • for friction measuring (of slip clutches, ball bearings, slide bearings, for determining the cogging torque of motors, ....) • available in two dimensions • adapted to each transducer type or to be used universally for all transducers. • upon choice, provided with auxiliary and driving motors for the examination of passive and active components • provided with fixtures and joints for speed sensors and mechanical stops. • to be combined with other components such as brakes and coupling units. Brakes • for the test of active components, especially of electric motors, but also of small pneumatic turbines, etc. • available for different loads • designed as Eddy Current Brakes • operating as non-contact brakes, i.e. without friction • adjustable load intensity by varying the distance between brake disc and brake magnet, or by imposing a brake magnet speed by means of an auxiliary motor available with measured drawings (Maßbilder)of the brake components and for this reason easily adaptable to the specimen to be measured by the customer. Coupling Units • designed for the measurement of active and passive test specimen. • protecting the transducer from overload in axial and radial direction. • designed with clearance in the transmission of torque, in order to avoid disturbing influences of axial and radial forces occuring during measurement. • with axially movable coupling flange, which allows coupling without axial shift of the transducer. 8 Motor Test Set-up M1 140 1. Set-up Foot 2. Base Plate 3. Cylinder 4. Screw Clamp 5. Clamp 6. Position Device 7. Transducer Fixing 8. DG 1-3 15 9. Auxiliary Motor 10 16 10. Magnet Rotor 2 3 11. Brake Disc (Al) 1 12. Motor Fixing 14 8 7 12 5 13 11 9 380 6 13. Test Motor 14. Speed Probe Fixing 15. Speed Probe 16. Vertical Stop 270 x 175 The Motor Test Set-up M1 serves to examine working conditions of small motors at a variable load. The motor to be tested is fixed with its housing on the transducer shaft and is loaded by an Eddy Current Brake (10/11). The Torque Transducer (DG1-3) senses the reaction torque of the motor while a photoelectric speed probe (15) picks up the speed of the motor. The load of the Eddy Current Brake can be varied by adapting the distance between the aluminium disc driven by the motor and the magnetic brake driven by an auxiliary motor (9) against the sense of rotation of the test motor. A second possibility to vary the load is to change the rotation speed of the auxiliary motor. So test conditions from free run up to locked rotor can be realised. 9 Motor Test Set-up M2 189 1. Set-up foot 2. Base plate 3. Cylinder 14 4. Screw clamp 6 5. Clamp 8 6. Position device 7 4 13 15 560 8. DG 1-4 12 9. Auxiliary Motor 10. Magnet Rotor 11. Brake Disc (Al) 11 10 16 12. motor fixing 3 13. Test Motor 14. Speed Probe fixing 2 9 7. Transducer fixing 5 1 375x280 15. Speed Probe 16. Vertical Stop The Motor Test Set-up M2 serves to examine working conditions of small motors at a variable load. The motor to be tested is fixed with it’s housing on the transducer shaft and is loaded by an Eddy Current Brake (10/11). The Torque Transducer (DG1-4) senses the reaction torque of the motor while a photoelectric speed probe (15) picks up the speed of the motor. The Load of the Eddy Current Brake can be varied by adapting the distance between the aluminium disc driven by the motor and the magnetic Brake driven by an auxiliary motor (9) against the sense of rotation of the test motor. A second possibility to vary the load is to change the rotation speed of the auxiliary motor. So test conditions from free run up to locked rotor can be realised. 10 Passive Test Set-up P1 140 8 6 7 10 5 11 380 4 13 12 1. Set-up foot 2. Base plate 3. Cylinder 4. Screw clamp 5. Clamp 6. Position device 7. Transducer fixing 8. DG 1-1/3 9. Driving Motor 10. Coupling unit 11. Coupling 3 12. Support of the test specimen 2 1 13. Test specimen 9 270 x 175 The Test set-up P1 serves to examine small passive structural components, such as ball bearings, slide bearings, potentiometers, gear trains or stepper motors with resp. without static current. For this purpose the test specimen(13) is arranged between transducer DG 1-1/3 and the driving motor(9). By means of a coupling(11) and a coupling unit(10), creating an axial- und radial load free connection between the test specimen and the DG 1/1-3, the friction torque occurring at the test specimen is transmitted to and measured by the transducer. The kind of support of the test specimen(12) and the couplings together with the position device(6) make it possible to change the test specimen very quickly and easily. The driving motor can be chosen with different speeds and driving powers according to the customer’s wishes. Equipment of the driving motor with angular and speed sensors is also possible. 11 Passive Test Set-up P2 189 6 8 7 5 4 11 560 10 1. Set-up foot 2. Base plate 3. Cylinder 4. Screw clamp 5. Clamp 6. Position device 7. Transducer fixing 8. Transducer DG 1-4 9. Driving motor 10. Coupling unit 13 3 12 11. Coupling 12. Support of the test 1 2 specimen 13. Test specimen 9 375x280 The Test set-up P2 serves to examine small passive structural components, such as ball bearings, slide bearings, potentiometers, gear trains or stepper motors with resp. without static current. For this purpose the test specimen(13) is arranged between transducer DG 1-4 and the driving motor(9). By means of a coupling(11) and a coupling unit(10), creating an axial- und radial load free connection between the test specimen and the DG 1-4, the friction torque occurring at the test specimen is transmitted to and measured by the transducer. The kind of support of the test specimen(12) and the couplings together with the position device(6) make it possible to change the test specimen very quickly and easily. The driving motor can be chosen with different speeds and driving powers according to the customer’s wishes. Equipment of the driving motor with angular and speed sensors is also possible. 12 Brakes The Eddy Current Brakes serve for testing driving units, such as small electric motors, stepper motors, turbines etc. By means of this brakes variable loads can be simulated on the actors to be examined. Two types of brakes are available: Brake Series FB Brake Series TB Brake Drum Brake Disc Magnet Disc Magnet Pot • Brakes of the series TB allow for higher load than brakes of the FB series. • Errors of alignment are not to exceed ≈ 1-3 mm ( according to the design of the brake drum). • Easier handling in comparison with the TB brakes • Errors of alignment are tolerable. • Test specimen can be changed more quickly than in case of TB brakes because no axial adjustment is necessary. • FB brakes allow for less load than TB brakes. Characteristics of the Eddy Current Brakes 100 TB 81 90 Friction Moment [Ncm] 80 70 60 TB80 50 40 FB 80 30 20 10 TB40 FB 40 0 0 500 1000 1500 2000 2500 Speed [RPM] 3000 3500 4000 13 Measured drawings of the Eddy Current Brakes: Data sheets of the single brakes are available upon demand FB40 FB80/FB81 TB40 TB80 TB81 14 Coupling Units KE 3 and KE 4 The coupling units have been designed to protect the sensible flexual pivots of the transducer and to facilitate the test of passive test specimen (friction measure-ment). KE 3 The coupling flange can be moved in axial direction and admits a slight excentricity between the transducer axis and the rotation axis of the test specimen. Therefore the coupling unit is especially suited in measurement series where test specimen have to be changed in high sequence. KE 4 12,5 76 12 50 -0,0 -0,0 Hub ca. 6mm 125 Hub ca. 6 mm 12,5 10 25 16 16 30 44 28-0,05 15 DREHMOMENT-DREHZAHL-MESS-SYSTEME Drehmoment-Mess-Systeme vormals TELDIX-DME -7 - Auflösungen bis zu 10 Nm - Messbereiche bis zu 100 Nm Komplette Motorprüfstände mit Drehzahlmess-System Prüfstände für Passivmessobjekte, wie Lager oder Getriebe Eigene Reparatur und Fertigung Messaufbau beispielhaft BR MODIA 0 DREHZAHL SPEED DREHMOMENT TORQUE 100 10 DREHMOMENT DIGITAL 100 10 20 20 30 FEIN FINE 30 RS 232 GROB COARSE rpm P E SP1 SP2 MOD NULLPUNKT ZERO NETZ POWER 1 3 10 30 100 Filter Test -3 Ncm x M 10 Computeranbindung M[Ncm] U[V] v[U/min] Motorenprüfstand IMPULSE t Analogausgänge für Impulsausgang Drehmoment und Drehzahl für Drehzahl Relaisschaltung bei Grenzwertüberschreitung With compliments Helmut Singer Elektronik www.helmut-singer.de [email protected] fon +49 241 155 315 fax +49 241 152 066 Feldchen 16-24 D-52070 Aachen Germany MODIA Mess- und Datentechnik GmbH - Kohlackerweg 17 - D-69151 Neckargemünd Tel.: +49 (0) 6223 72808 Fax:+49 (0) 6223 72720 MODIA Drehmoment-Mess-Systeme für kleine und kleinste Drehmomente Das Drehmoment-Mess-System ist für Messaufgaben des gesamten feinwerktechnischen Bereichs ausgelegt und erlaubt aufgrund seines Messprinzips das Messen sehr kleiner Drehmomente. Das Herzstück der Drehmomentgeber bilden Kreuzfederelemente, welche die in herkömmlichen Gebern zur Anwendung kommenden „Messwellen“ ersetzen. Die durch das einwirkende Drehmoment verursachte Winkelverschiebung wird durch Differentialtransformatoren aufgenommen. Kombiniert mit einem inkrementalen DrehzahlMess-System lassen sich Motorprüfstände zusammenstellen, die genaueste Drehmomentmessungen bei höchsten Drehzahlen erlauben. Eine Datenschnittstelle ermöglicht eine vereinfachte und rechnerunterstützte Auswertung von Messungen. Einsatzbereiche: • Produktuntersuchung • Stichprobenprüfung im Wareneingang • Kontrolle in der Serienfertigung Beispiele für Messobjekte • Elektromotoren • Magnet-, Freilauf- und Rutschkupplungen • Kugellager, Gleitlager, Bremsen, Kleingetriebe • Drehschalter, Potentiometer, Drehkondensatoren • Spiral- und Torsionsfedern, Viskosimeter • Kraftstoffpumpen, Drehmagnete, Kleinturbinen • mechanische Berührungssensoren Durch unterschiedliche Messgeber, Messmodule und Messaufbauten lassen sich, dem Anwendungsfall angepasst, optimale Mess-Systeme zusammenstellen. Anwendungsbeispiele: Drehmomentgeber Drehmomentgeber Koppeleinheit Prüfling Mitnehmer Prüfling Bremsscheibe Magnetscheibe Antriebsmotor Hilfsmotor Motorprüfstand Kugellagerprüfstand Prüfstände können nach Kundenwünschen konfiguriert werden. Möglich ist auch die Messdatenauswertung sowie die Prüfstandansteuerung über einen PC. MODIA Mess- und Datentechnik GmbH - Kohlackerweg 17 - D-69151 Neckargemünd Tel.: +49 (0) 6223 72808 Fax:+49 (0) 6223 72720 Drehmomentgeber Für die Drehmomentmessung stehen fünf Messgeber mit Messbereichen von 1mNm bis 100 Nm zur Verfügung. Die Messwelle des Drehmoment-Messgebers ist an einen reibungsfrei gelagerten, federgefesselten Rotor gekoppelt. Die Rotordrehung von max. ±2° erfolgt proportional zu dem auf die Messwelle einwirkenden Drehmoment. Die dazu proportionale Spannung wird als Messsignal über einen Differentialtransformator ausgewertet. Das Reaktionsmoment von aktiven Prüfobjekten (z.B. Motoren) wird durch direkte Ankopplung an die Messwelle erfasst, z.B. durch Direktbefestigung des Gehäuses (Stator) kleiner Elektromotoren. Das Messprinzip erlaubt uneingeschränkt hohe Drehzahlen der unbelasteten Motorwelle aber auch Belastungssimulationen auf die frei zugängliche Welle. Modul + 1V MM Modul MM 7V / 1200Hz Messprinzip Messgebertyp Messbereiche in Verbindung mit M621.X M321.X Max. Axialbelastung Max. Radialbelastung Max. Hysterese Max. Nullpunktverschiebung durch Radiallast Trägheitsmoment Federkonstante Genauigkeit DG 1-1 100 Nm 30 Nm 10 Nm 3 Nm 1 Nm 0,3 Nm 0,1 Nm 30 mNm 10 mNm 3 mNm 1 mNm 0,3 mNm 0,1 mNm 30 µNm 10 µNm N N % v. Messbereich mNm/N 2 mNms Nm/rad % des Messb.-EW. DG 1-2 8 1 ± 0,15 0,035 -5 12⋅10 -2 3,4⋅10 1 DG 1-3 DG 1-4 60 10 ± 0,15 0,035 -5 15⋅10 0,34 1 DG 1-6 150 70 ± 0,15 0,035 -5 90⋅10 2,9 1 500 200 ± 0,15 0,9 -2 1,3⋅10 34 1 1.000 500 ± 0,20 1 1 3500 1,1,1,3,5 (für Messb. 100 - 1Nm) Gewicht Faktor M kg 0,2 1 0,2 10 0,2 100 3 1.000 Tabelle 1: Technische Daten der Drehmomentmessgeber MODIA Mess- und Datentechnik GmbH - Kohlackerweg 17 - D-69151 Neckargemünd Tel.: +49 (0) 6223 72808 Fax:+49 (0) 6223 72720 4 100.000 Für alle Drehmomentgeber gilt: • Federelemente durch mechanischen Anschlag • Alle Geber können in den Mess-Ständern M2 und gegen Überlastung geschützt • Die Leitungslänge zum Anschluss beträgt ca. 1,5m • Aufnahme kann am Außendurchmesser oder stirnseitig an drei um 120° versetzten Gewindebohrungen erfolgen Type Messbereich Maß "A" DG 1-1 1 mNm 52,5 DG 1-2 10 mNm 52,5 P2 aufgenommen werden ( DG1-1 - DG1-3 mit Adapterplatte) Die Geber DG1-1 -DG1-3 können zusätzlich in den kleinen Mess-Ständern M1 und P1 aufgenommen werden DG1-3 0,1 Nm 55,2 "A" + 0.5 6 +0.3 -0.2 2 +0.2 Welle bei Nichtgebrauch durch Schutzkappe stoßgesichert 16h6 16h6 DG1-1 DG1-2 DG1-3 Type Messbereich 28h6 3h6 2 +0.2 3 Gewindebohrungen M2, 120° versetzt, Teilkreis 23,6 DG 1-4 1 Nm 127.5 3 Gewindebohrungen M5, 120° versetzt, Teilkreis 70 50h7 30.5 DG 1-6 100 Nm 80h7 3 Gewindebohrungen M6, 120° versetzt, Teilkreis 78 25h9 DG1-6 1.5 Max. 40 222 Max. MODIA Mess- und Datentechnik GmbH - Kohlackerweg 17 - D-69151 Neckargemünd Tel.: +49 (0) 6223 72808 Fax:+49 (0) 6223 72720 90 -0.15 PASSFEDER A 6x6x32 DIN 6885 27.5 Type Messbereich 50h7 16h7 DG1-4 Drehzahlsensoren Die berührungslose Abtastung von drehenden Objekten ist mit einer fotoelektrischen oder einer magnetinduktiven Drehzahlsonde für einen Mess-bereich von 10 min-1 bis 999.999 min-1 möglich. Die robusten Sonden sind weitgehend unempfindlich gegenüber Schmutz, Öl und Fett. Magnetinduktive Drehzahlsonde A 2 S 0 4 P Fotoelektrische Reflex.sonde A1S30P ca. 122 138 90 M14 x 1,5 95 8 * andere Längen auf Anfrage Auswerteelektronik Die Grundmodule (M321.10 bis 323.03) können direkt in ein 19’’-Rack-Einschubgehäuse eingebaut oder in Tischgehäusen verschiedenster Kobination geliefert werden (M621.10 bis 621.6). Messmodule Grundmodul MM für Drehmomentmessung Analog 0 100 • Analoganzeige • Analogausgang ±1 V • Nullpunktabgleich grob und fein (Nullpunkt in der Mitte des Instruments) • Meßbereichswahl 1, 3, 10, 30, 100 % des max. Gebermessbereichs, (mit den zur Verfügung stehenden Gebern sind damit Meßbereiche von 0,01 mNm bis 100 Nm möglich) • Zuschaltbares Filter mit einer Eckfrequenz (fb= 10 Hz) • Für den Gebrauch mit Teldix/Modia Drehmomentgebern DG 1-1/2/3/4 u. /6 • Alle Verbindungen werden Geräterückseitig hergestellt 20 DREHMOMENT TORQUE 10 100 10 20 FEIN FINE 30 30 NULLPUNKT ZERO GROB COARSE NETZ POWER Filter Test 1 3 10 30 M 321.10 MODIA Mess- und Datentechnik GmbH - Kohlackerweg 17 - D-69151 Neckargemünd Tel.: +49(0) 6223 72808 Fax.: +49 (0) 6223 72720 100 -3 Ncm x 10 x M Grundmodul MS für Drehzahlmessung Digital DREHZAHL SPEED • 5-stellige Anzeige • Messbereich von 100 min-1 bis 999.999 min -1 • Analogausgang + 1 V; mit anpassbarem Messbereich • Einzelimpulsausgang TTL • Programmierbarer Messbereich • Programmiebare Anzahl von Impulsen je Umdrehung • Zum Einsatz mit der fotoelektrischen Drehzahlsonde A1S30P (und anderen) rp m E P M322.02/C124 Modul DM3 für Drehmomentmessung Digital • Digitalanzeige ± 1,000 bei Vollausschlag • Einstellung von zwei Grenzwerten, bei deren Überschreitung ein Relais geschaltet wird, (Anzeige durch LED SP1/SP2) • Speicherung und Reset von DrehmomentMax./Min.-Werten • Signalausgang über serielle Schnittstelle RS-232 • Modul DM 3 nur in Verbindung mit dem Grundmodul MM funktionsfähig DREHMOMENT DIGITAL SP1 SP2 MOD M323.03 MODIA Mess- und Datentechnik GmbH - Kohlackerweg 17 - D-69151 Neckargemünd Tel.: +49(0) 6223 72808 Fax.: +49 (0) 6223 72720 Auswerteelektronik Mögliche Kombinationen als Tischgehäuse M621.11 0 100 20 10 10 100 20 30 30 0 100 20 10 DREHMOMENT TORQUE 100 10 20 190 FEIN FINE 30 30 M621.10 NULLPUNKT ZERO 145 GROB COARSE NULLPUNKT ZERO MODIA DREHMOMENT TORQUE GROB COARSE NETZ POWER NETZ POWER Filter Test 1 3 10 FILTERTEST -3 100 Ncm x 10 x M 30 160 20 10 3 10 30 FEIN FINE -3 100 Ncm x10 x M 160 0 100 1 100 10 20 DREHMOMENT TORQUE DREHZAHL SPEED FEIN FINE 30 30 M621.30 NULLPUNKT ZERO GROB COARSE rpm P 145 E NETZ POWER Filter Test 1 3 10 30 -3 100 Ncm x 10 x M Tiefe aller Geräte: 280 mm 339 0 100 20 10 100 10 20 DREHMOMENT DIGITAL DREHMOMENT TORQUE FEIN FINE 30 30 M621.50 NULLPUNKT ZERO GROB COARSE SP1 SP2 145 MOD NETZ POWER Filter Test 1 3 10 30 -3 100 Ncm x 10 x M 339 0 100 M621.60 20 10 100 10 20 30 DREHZAHL SPEED DREHMOMENT DIGITAL DREHMOMENT TORQUE FEIN FINE 30 NULLPUNKT ZERO GROB COARSE SP1 SP2 MOD rpm P E 145 NETZ POWER Filter Test 1 3 10 30 -3 100 Ncm x 10 x M 447 A lle M a ß e i n m m MODIA Mess- und Datentechnik GmbH - Kohlackerweg 17 - D-69151 Neckargemünd Tel.: +49(0) 6223 72808 Fax.: +49 (0) 6223 72720 Zubehör zum Drehmoment-Drehzahl Mess-System Drehmomentgeber Drehmomentgeber Prüfling Koppeleinheit Bremsscheibe Magnetscheibe Mitnehmer Prüfling Antriebsmotor Hilfsmotor Für verschiedene Anwendungen werden angeboten: Prüfstände • für Kleinmotoren (aktiv) • für Reibungs- und Drehwiderstandsmes• • • • • sungen (Rutschkupplungen, Kugel- und Gleitlager, Rastmomente an Motoren, ...) lieferbar in zwei Baugrößen angepaßt an die verschiedenen Gebertypen aber auch universell für alle Geber lieferbar wahlweise ausgerüstet mit Hilfs- und Antriebsmotoren für die Prüfung von passiven wie von aktiven Bauelementen versehen mit Halterungen und Gelenken für Drehzahlsonden und Anschläge kombinierbar mit weiteren Komponenten wie Belastungseinrichtungen oder Koppeleinheiten (siehe unten) • ausgeführt als Wirbelstrombremsen • arbeiten kontaktlos und daher ohne Reibung • mit Einstellung der Belastungsintensität durch Verändern des Abstandes zwischen Bremsscheibe und Bremsmagnet oder durch Aufprägen einer Bremsmagnetgeschwindigkeit durch einen Hilfsmotor • lieferbar mit Maßbildern der Bremskomponenten und damit durch den Kunden selbst schnell an die jeweiligen Meßobjekte anzupassen Koppeleinheiten • entworfen für die Messung von passiven Bauelementen • schützen die Geber vor Überbelastung in axialer und radialer Richtung Belastungseinrichtungen (Bremsen) • für die Untersuchung von aktiven Bauelementen, in erster Linie von Elektromotoren, aber auch für pneumatische Kleinturbinen oder ähnliches • verfügbar für verschiedene Belastungen • ausgeführt mit Spiel in der Momentenübertragung, um störende Reibungseinflüsse und die Messung belastende Querkräfte zu unterdrücken • mit axial verschiebbarem Koppelflansch, der einen Mitnehmvorgang ohne axiale Bewegung des Gebers erlaubt MODIA Mess- und Datentechnik GmbH - Kohlackerweg 17 - D-69151 Neckargemünd Tel.: +49(0) 6223 72808 Fax.: +49 (0) 6223 72720 Motorprüfstand M1 140 1. Stativfuß 2. Auflageplatte 3. Stativsäule 4. Stellring 5. Klemmstück 6. Vertikaltrieb 7. DG-Halter 8. Drehmomentgeber 15 9. Hilfsmotor 10 16 10. Magnetrotor 2 3 11. Bremsscheibe (Al) 1 12. Prüflingshalter 14 8 7 12 5 13 11 9 380 6 13. Prüfling 14. Sondenhalter 15. Drehzahlsonde 16. Anschlag 270 x 175 Der Motorprüfstand dient der Untersuchung des Betriebsverhaltens von Kleinmotoren bei variabler Belastung. Der auf der Welle des Drehmomentgebers (DG) befestigte Prüfmotor wird durch eine Wirbelstrombremse (10/11) belastet. Dabei erfasst der DG (8) das anliegende Drehmoment und die Drehzahlsonde (15) die Drehzahl des Prüflings. Um den Prüfling bis zum Stillstand abzubremsen, wird der Magnetrotor durch einen Hilfsmotor (9) entgegen der Drehrichtung des Prüflings angetrieben. Die variable Belastung kann dadurch erreicht werden, dass entweder die Kopplung zwischen Magnetrotor und Bremstrommel durch Verstellen in axialer Richtung verändert wird oder die Drehzahl des Hilfsmotors variiert wird. Neben der hier dargestellten Flachbremse kann auch eine Bremse in Topfform eingesetzt werden. Der Vorteil der Flachbremse gegenüber der Topfbremse ist ein größerer zulässiger Fluchtungsfehler zwischen Bremsscheibe und Magnetrotor und eine einfachere radiale Zuführung des Prüflings z.B. bei einer automatischen Prüfung. MODIA Mess- und Datentechnik GmbH - Kohlackerweg 17 - D-69151 Neckargemünd Tel.: +49(0) 6223 72808 Fax.: +49 (0) 6223 72720 Motorprüfstand M2 189 14 6 8 7 12 4 13 15 Stativfuß 2. Auflageplatte 3. Stativsäule 4. Stellring 5. Klemmstück 6. Vertikaltrieb 7. DG-Halter 8. Drehmomentgeber 9. Hilfsmotor 10. Magnetrotor 11. Bremsscheibe (Al) 11 10 16 12. Prüflingshalter 3 13. Prüfling 14. Sondenhalter 2 9 560 5 1. 1 375x280 15. Drehzahlsonde 16. Anschlag Der Motorprüfstand dient der Untersuchung des Betriebsverhaltens von Kleinmotoren bei variabler Belastung. Der auf der Welle des Drehmomentgebers (DG) befestigte Prüfmotor wird durch eine Wirbelstrombremse (10/11) belastet. Dabei erfaßt der DG (8) das anliegende Drehmoment und die Drehzahlsonde (15) die Drehzahl des Prüflings. Um den Prüfling bis zum Stillstand abzubremsen, wird der Magnetrotor durch einen Hilfsmotor (9) entgegen der Drehrichtung des Prüflings angetrieben. Die variable Belastung kann dadurch erreicht werden, daß entweder die Kopplung zwischen Magnetrotor und Bremsscheibe durch Verstellen in axialer Richtung verändert wird oder die Drehzahl des Hilfsmotors variiert wird. Neben der hier dargestellten Flachbremse kann auch eine Bremse in Topfform eingesetzt werden. Der Vorteil der Topfbremse gegenüber der Flachbremse ist die größere Leistungsfähigkeit. Fluchtungsfehler sind jedoch nicht in gleichem Maß zulässig. MODIA Mess- und Datentechnik GmbH - Kohlackerweg 17 - D-69151 Neckargemünd Tel.: +49(0) 6223 72808 Fax.: +49 (0) 6223 72720 Passivprüfstand P1 140 8 6 7 10 5 11 380 4 13 12 1. Stativfuß 2. Auflageplatte 3. Stativsäule 4. Stellring 5. Klemmstück 6. Vertikaltrieb 7. DG-Halter 8. Drehmomentgeber 9. Antriebsmotor 10. Koppeleinheit 11. Mitnehmer 3 12. Prüflingsaufnahme 13. Prüfling 2 1 9 270 x 175 Der Prüfstand P1 dient der Untersuchung von kleinen passiven Bauteilen, wie Kugellagern, Gleitlagern, Potis, Getrieben oder auch statisch bestromten bzw. unbestromten Schrittmotoren. Hierzu wird der Prüfling (13) zwischen Geber und Antriebsmotor (9) angeordnet, Über den Mitnehmer (11) und eine Koppeleinheit (10), die eine von Axial- und Radialkräften freie Verbindung zwischen Prüfling und Drehmomentgeber schafft, wird das am Prüfling entstehende Reibmoment auf den Drehmomentgeber übertragen und von diesem gemessen. Die Prüflingsaufnahme (12) und die Mitnehmer ermöglichen mit Hilfe des Vertikaltriebes (6) einen schnellen und einfachen Prüflingswechsel. Der Antriebsmotor kann den Kundenwünschen entsprechend mit verschiedenen Drehzahlen und Antriebsleistungen ausgewählt werden. Auch die Ausrüstung mit Winkel- oder Geschwindigkeitssensoren ist möglich. MODIA Mess- und Datentechnik GmbH - Kohlackerweg 17 - D-69151 Neckargemünd Tel.: +49(0) 6223 72808 Fax.: +49 (0) 6223 72720 Passivprüfstand P2 189 6 8 7 5 4 11 560 10 1. Stativfuß 2. Auflageplatte 3. Stativsäule 4. Stellring 5. Klemmstück 6. Vertikaltrieb 7. DG-Halter 8. Drehmomentgeber 9. Antriebsmotor 10. Koppeleinheit 13 3 12 11. Mitnehmer 12. Prüflingsaufnahme 1 2 13. Prüfling 9 375x280 Der Prüfstand P2 dient der Untersuchung von passiven Bauteilen mittlerer Größe, wie Kugellagern, Gleitlagern, Potis, Getrieben oder auch statisch bestromten bzw. unbestromten Schrittmotoren. Hierzu wird der Prüfling (13) zwischen Geber und Antriebsmotor (9) angeordnet, Über den Mitnehmer (11) und eine Koppeleinheit (10), die eine von Axial- und Radialkräften freie Verbindung zwischen Prüfling und Drehmomentgeber schafft, wird das am Prüfling entstehende Reibmoment auf den Drehmomentgeber übertragen und von diesem gemessen. Die Prüflingsaufnahme (12) und die Mitnehmer ermöglichen mit Hilfe des Vertikaltriebes (6) einen schnellen und einfachen Prüflingswechsel. MODIA Mess- und Datentechnik GmbH - Kohlackerweg 17 - D-69151 Neckargemünd Tel.: +49(0) 6223 72808 Fax.: +49 (0) 6223 72720 Motorprüfstand M1/Kleinstschrittmotoren 140 Vertikaltrieb mit Verstellschraube Klemmhebel I Klemmstück Drehmomentgeber Drehmomentgeberhalter Hilfsmotor Klemmhebel II Wirbelstrombremse FB40 380 Aluminiumbremsscheibe (Das Trägheitsmoment sollte etwa dem Betriebsträgheitsmoment entsprechen) Prüflingsaufnahme Schrittmotor AN/AUS Schalter für Hilfsmotor 270 x 175 Der Prüfstand dient der Untersuchung des Betriebsverhalten von Schrittmotoren der untersten Leistungsklassen (bis etwa 100mNm). Untersucht werden können: • Haltemoment (bestromt und unbestromt) • maximale Lastmomente bei beliebigen Drehzahlen Die Last wird dabei, ohne mechanischen Kontakt, Um möglichst aussagekräftige Messergebnisse zu über einen Hilfsmotor und eine Wirbelstrombremse erzielen, ist es sinnvoll die Aluminiumscheibe so auszulegen, dass ihr Trägheitsmoment dem im Betrieb erwarteten Trägheitsmoment der aufgebracht. Das wirkende Lastmoment wird dabei von dem oben angeordneten Drehmomentgeber erfasst, auf dessen Welle sich der Hilfsmotor abstützt. Um die Belastung des Prüflings zu variieren, besteht zum einen die Möglichkeit die Drehzahldifferenz zwischen Hilfsmotor und Prüfling anzutreibenden Komponenten entspricht. Ist dies nicht möglich, dann sollte die Aluminiumscheibe mit einem möglichst kleinen Trägheitsmoment gefertigt werden (Die Dicke der Aluminiumscheibe zu verändern und zum anderen den Abstand zwischen Magnetscheibe und Aluminiumscheibe anzupassen. Die entsprechend den Bremsen hat keinen Einfluss auf die Bremswirkung). Die Trägheit der Aluminiumscheibe bleibt bei dynamischen Messungen jedoch in jedem Fall, einstellbaren Bremsmomente können den Datenblättern der Wirbelstrombremsen entnommen werden. zusätzlich zum äußeren Lastmoment (vom Drehmomentgeber erfasst) zu berücksichtigen. MODIA Mess- und Datentechnik GmbH - Kohlackerweg 17 - D-69151 Neckargemünd Tel.: +49(0) 6223 72808 Fax.: +49 (0) 6223 72720 Koppeleinheit KE3 Die Koppeleinheit KE3 wurde entwickelt, um bei Passivmessungen (Reibungsmessungen...) mit den Drehmomentgebern DG1-1 bis DG1-3 die sensiblen Federelement des Gebers vor einer Beschädigung zu schützen und die Ankopplung an den Prüfling zu vereinfachen. Der Koppelflansch ist axial verschieblich und läßt eine leichte Exzentrizität zwischen Geberachse und Rotationsachse des Meßobjektes zu. Dadurch ist die Koppeleinheit gerade dort sehr gut geeignet, wo in Serie Messungen durchgeführt werden und in einer raschen Folge Prüflinge gewechselt werden. [2] 12,5 [1] Hub ca. 6mm 76 [3] 12,5 [5] [4] 10 [6] 25 28 -0,05 MODIA Mess- und Datentechnik GmbH - Kohlackerweg 17 - D-69151 Neckargemünd Tel.: +49(0) 6223 72808 Fax.: +49 (0) 6223 72720 Koppeleinheit KE4 Die Koppeleinheit KE4 wurde entwickelt, um bei Passivmessungen (Reibungsmessungen...) mit dem Drehmomentgeber DG1-4 die Federelement des Gebers vor einer Beschädigung zu schützen und die Ankopplung an den Prüfling zu vereinfachen. 12 Der Koppelflansch ist axial verschieblich und läßt eine leichte Exzentrizität zwischen Geberachse und Rotationsachse des Messobjektes zu. Dadurch ist die Koppeleinheit gerade dort sehr gut geeignet, wo in Serie Messungen durchgeführt werden und in einer raschen Folge Prüflinge gewechselt werden. -0,0 16 Hub ca. 6mm 125 50 -0,0 16 30 44 MODIA Mess- und Datentechnik GmbH - Kohlackerweg 17 - D-69151 Neckargemünd Tel.: +49(0) 6223 72808 Fax.: +49 (0) 6223 72720 Belastungseinrichtungen Die Wirbelstrombremsen dienen der Untersuchung von Antriebseinheiten wie Elektrokleinmotoren, Schrittmotoren, Turbinen usw.. Mit ihnen können variable Belastungen der zu untersuchenden Aktoren simuliert werden. Es werden zwei Bauformen angeboten: Topfbremse (Serie TB) Flachbremse (Serie FB) Bremstrommel Bremsscheibe Magnetscheibe Magnettopf • Handhabung erleichtert gegenüber Topfform • Fluchtungsfehler werden toleriert • Wechsel von Prüflingen kann in der Regel schneller erfolgen, als bei Topfbremsen, da keine lange axiale Zustellbewegung notwendig ist • geringere Leistungsaufnahme gegenüber der Topfform • Topfbremsen können größere Belastungen aufnehmen als Flachbremsen • Fluchtungsfehler dürfen ca. 1-3 mm( je nach Ausführung der Bremstrommel) nicht überschreiten Kennlinien der Wirbelstrombremsen 100 TB 81 90 Bremsmoment [Ncm] 80 70 60 TB80 50 40 FB 80 30 20 10 TB40 FB 40 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Drehzahl [U/min] MODIA Mess- und Datentechnik GmbH - Kohlackerweg 17 - D-69151 Neckargemünd Tel.: +49(0) 6223 72808 Fax.: +49 (0) 6223 72720 Maßbilder der Wirbelstrombremsen: Datenblätter zu den einelnen Bremsen sind auf Anfrage erhältlich FB40 FB80/FB81 TB40 TB80 TB81 MODIA Mess- und Datentechnik GmbH - Kohlackerweg 17 - D-69151 Neckargemünd Tel.: +49(0) 6223 72808 Fax.: +49 (0) 6223 72720