16.01.2011
Bei der periodischen Kraftkalibrierung wird ein Kraftaufnehmer mit einer zusätzlichen Masse versehen und auf einem elektromagnetischen Schwingerreger (Shaker) zu Sinusschwingungen angeregt. Ziel der Kalibrierung ist die Messung der dynamischen Sensitivität, welche das Verhältnis aus dem Ausgangssignal des Kraftaufnehmers zur einwirkenden dynamischen Kraft darstellt.
Da die Kraft gemäß ihrer Definition das Produkt aus Masse und Beschleunigung ist, muss die Beschleunigung der Zusatzmasse sowie deren Masse selbst bestimmt werden. Um rückführbare dynamische Kraftmessungen zu gewährleisten, werden interferometrische Messverfahren zur Beschleunigungsmessung eingesetzt. Bisher wurde dies durch eine Einpunktmessung auf der Oberfläche der Zusatzmasse mittels eines Vibrometers realisiert. Durch den Einsatz eines Scanning-Vibrometers ist es nunmehr möglich, die gesamte Oberfläche der Zusatzmasse mit einer beliebigen Anzahl von Scanpunkten abzuscannen. Die durch die Zusatzmasse hervorgerufene Gesamtbeschleunigung kann damit durch eine Mittelung über alle Scanpunkte erfolgen. Außerdem ist es mit diesem Verfahren erstmals möglich, über die Symmetrie der Beschleunigungsverteilung eine Aussage über die Krafteinleitung bei der periodischen Kraftmessung zu treffen.
Bild 1: Beschleunigungsverteilung auf der Oberfläche einer zylindrischen Zusatzmasse welche auf einem piezoelektrischen Kraftaufnehmers mit einer Frequenz von 1,6 kHz sinusförmig erregt wurde. Die blauen Punkte markieren die Koordinaten der Laserscanpunkte. Die farbkodierten Beschleunigungsbänder ergeben sich mittels interpolierter Polarkoordinaten zwischen den Messpunkten.
Ansprechpartner:
Christian Schlegel, FB 1.2, AG 1.23, E-Mail: christian.schlegel@ptb.de