DE102015004937A1

DE102015004937A1 - Kraftmesssystem mit Doppelsensor

Info

Publication number: DE102015004937A1
Application number: DE102015004937.2A
Authority: DE
Inventors: Alexander Gerber; Daniel NIEDBALLA; Oliver Jost
Original assignee: Tecsis GmbH
Current assignee: WIKA Alexander Wiegand SE and Co KG
Priority date: 2015-04-17
Filing date: 2015-04-17
Publication date: 2016-11-03
Also published as: US20160305834A1; CN106404259B; US9816884B2; CN106404259A

Abstract

Bekannte Kraftmesssysteme zur Messung einer Zug- und/oder Druckbelastung einer Struktur weisen zur Erfassung der Zug- und/oder Druckbelastung, einen der Struktur zugeordneten ersten Kraftmesssensor und einen der Struktur zugeordneten zweiten Kraftmesssensor auf. Um hiervon ausgehend ein Kraftmesssystem anzugeben, das eine hohe Messgenauigkeit ermöglicht, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass sich der erste und der zweite Kraftmesssensor derart unterscheiden, dass der erste Kraftmesssensor zur Erfassung eines Nennlastbereichs und der zweite Kraftmesssensor zur Erfassung eines Teilbereichs des Nennlastbereichs ausgelegt sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftmesssystem zur Messung einer auf eine Struktur einwirkenden Zug- und/oder Druckbelastung, bei dem der Struktur ein erster Kraftmesssensor und ein zweiter Kraftmesssensor zugeordnet sind.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Messung einer Zug- und/oder Druckbelastung einer Struktur mittels des Kraftmesssystems, umfassend die Verfahrensschritte:

(a) Erfassen einer durch Zug- und/oder Druckbelastung auf die Struktur einwirkenden Kraft mittels des ersten Kraftmesssensors unter Erhalt eines ersten Messsignals,
(b) Erfassen der Kraft mittels des zweiten Kraftmesssensors unter Erhalt eines zweiten Messsignals,
(c) Auswerten des ersten und des zweiten Messsignals

STAND DER TECHNIK
Eine derartige Struktur – im Folgenden auch als „Messstruktur” bezeichnet – wird beispielsweise als separates Mess-Bauteil bei lastbeanspruchten Anlagen und Maschinen eingesetzt oder sie ist Bestandteil derartiger Anlagen und Maschinen, wie etwa einem Kran. Übliche Messstrukturen liegen als Biegestab, Achse, Bolzen, Messlasche, Haken, Träger, Strebe oder Hydraulikzylinder vor. Sie können dabei sehr hohen mechanischen Beanspruchungen unterliegen, beispielsweise Zug-, Druck-Biegungs-, Schub- oder Torsionsbeanspruchungen.
Zur Erfassung und Auswertung der mechanischen Beanspruchung dieser Bauteile, ist es bekannt, Kraftmesssysteme mit einem oder mehreren Kraftmesssensoren einzusetzen, die die an der Messstruktur auftretenden Kräfte erfassen. Der Krafterfassung können unterschiedliche Messprinzipien zu Grunde liegen, beispielsweise können sie kraftmesstechnisch oder dehnungsmesstechnisch erfasst werden. Der Kraftmesssensor liefert ein elektrisches Messsignal, das zur Bestimmung der aktuellen Kraft und der Zug- und/oder Druckbelastung ausgewertet wird.
Die Stärke des Messsignals hängt vom verwendeten Kraftmesssensor ab. Dessen Messbereich ist auf die maximal zu erwartende Belastung ausgelegt, und wird hier auch als „Nennlastbereich” bezeichnet.
Um ein zuverlässigeres Messsignal zu erhalten, ist es bekannt, ein Kraftmesssystem mit mehreren Kraftmesssensoren vorzusehen. Ein derartiges Kraftmesssystem beschreibt die DD 243 985 B5 , aus der auch Kraftmesssensor der eingangs genannten Gattung bekannt ist. Es weist mehrere Kraftsensoren in Form von Dehnmessstreifen auf, die in Bezug auf die Messstruktur derart angeordnet sind, dass ein hinsichtlich der Signalstärke optimiertes Messsignal erhalten wird.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Sollen Kräfte über einen großen Messbereich erfasst werden, zeigen die bekannten Kraftmesssensoren eine gewisse Messungenauigkeit. Denn die Messgenauigkeit eines Sensors hängt nicht nur von seiner Bauart, sondern auch vor der Größe seines nominalen Messbereichs ab. Grundsätzlich gilt messtechnisch bedingt durch die Auflösung für alle Kraftmessaufbauten und Wägezellen, dass die Messgenauigkeit im jeweils unteren Lastmessbereich schlechter ist als im oberen Lastmessbereich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kraftmesssystem zur Messung einer Zug- und/oder Druckbelastung einer Struktur anzugeben, das eine Kraftmessung über einen großen Messbereich ermöglicht und gleichzeitig eine hohe Messgenauigkeit erlaubt. Darüber hinaus soll das Kraftmesssystem einfach und kostengünstig zu fertigen sein.
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Messung einer Zug- und/oder Druckbelastung einer Struktur anzugeben, das eine verlässliche Messung mit gleichzeitig hoher Messgenauigkeit ermöglicht.
Diese Aufgaben werden mit einem Kraftmesssystem gelöst, wie in den unabhängigen Ansprüchen beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Hinsichtlich des Kraftmesssystems wird diese Aufgabe ausgehend von einem Kraftmesssystem der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass sich der erste und der zweite Kraftmesssensor in dem Sinne voneinander unterscheiden, dass der erste Kraftmesssensor zur Erfassung eines ersten Teils eines Nennlastbereichs der Zug- und/oder Druckbelastung ausgelegt ist, und dass der zweite Kraftmesssensor zur Erfassung eines zweiten Teilbereichs dieses Nennlastbereichs ausgelegt ist. Hierbei ist gegeben, daß sich die beiden Bereiche überschneiden, und daß in einem unteren Auflösungsbereich der zeite Sensor qualitativ bessere Messwerte liefert als der erste Sensor.
Beim erfindungsgemäßen Kraftmesssystem sind der Struktur hierzu zwei oder mehr unterschiedliche Kraftmesssensoren zugeordnet. Diese sind dazu ausgelegt, dieselbe im Messbereich auftretende Kraft zu messen; sie unterscheiden sich aber voneinander in Bezug auf ihre Messbereichsspanne oder im konstruktiven Aufbau oder in ihrer nominalen Belastungsart.
Bezüglich der Messbereichsspanne haben die Sensoren eine unterschiedliche Messempfindlichkeit; vom konstruktiven Aufbau her eine jeweils andere Bauart, so zum Beispiel herkömmliche Dehnungssensoren mit einem Folienträger, mittels Dünnfilmtechnik erzeugte Dehnungssensoren oder Stahlsensoren mit aufgesputtertem Dehnungssensor. Von der Belastung kann der Unterschied darin liegen, dass der eine Sensor gedehnt und der andere gestaucht wird, oder der eine belastet wird und der andere entlastet wird. Der erste Kraftmesssensor und der mindestens eine weitere, zweite Kraftmesssensor können jeweils auch als Sensoreinheit aus baugleichen Sensoren aufgebaut sein, wobei diese sich zumindest in der Empfindlichkeit unterscheiden.
In einer weiteren Ausführung wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, daß das Kraftmesssystems mit zwei Sensoren ausgestattet ist, und wobei der erste und der zweite Kraftmesssensor sich in dem Sinne voneinander unterscheiden, dass der erste Kraftmesssensor zur Erfassung des Nennlastbereichs der Zug- und/oder Druckbelastung ausgelegt ist, und dass der zweite Kraftmesssensor zur Erfassung lediglich eines Teilbereichs dieses Nennlastbereichs ausgelegt ist.
Um sicherzustellen, dass vom Kraftmesssystem jede zu erwartende Belastung im Messbereich der Struktur erfasst werden kann, ist in einer bevorzugten Ausführung der Kraftmesssensoren – nämlich der erste Kraftmesssensor – so ausgelegt, dass er den gesamten Nennlastbereich der Zug- und/oder Druckbelastung abdeckt. Mindestens ein zweiter Kraftmesssensor ist hingegen so ausgelegt, dass nur einen Teilbereich des gesamten Nennlastbereichs erfasst. Das Sensorsystem zeigt daher eine gewisse Redundanz in diesem Messbereich, der im Folgenden zur Klarstellung auch als „privilegierter Teilbereich” bezeichnet wird. Im Gegenzug dafür ist die Messgenauigkeit im dem betreffenden Teilbereich höher. Der zweite Kraftmesssensor verfügt demnach für die Messung der Kraft im privilegierten Teilbereich über eine bessere Messempfindlichkeit, eine günstigere Anordnung und/oder eine für die auftretende Kraft empfindlichere Belastungsart als der erste Kraftmesssensor. Dadurch können besonders hohe Anforderungen an die Messgenauigkeit in diesem Teilbereich erfüllt werden. Diese Art der Ausstattung des erfindungsgemäßen Kraftmesssystems mit zwei sich ergänzenden und teilweise redundanten Kraftmesssensoren wird im Folgenden auch als „Doppelsensorik” bezeichnet.
Das Kraftmesssystem verfügt über eine Auswerteeinheit, die die von den Kraftmesssensoren gelieferten Messsignale auswertet. Grundsätzlich kann dabei die redundante Information über die Belastung im privilegierten Teilbereich zur Auswertung beliebig genutzt werden. Bevorzugt werden Belastungen, die innerhalb des privilegierten Teilbereichs liegen und zu denen vom zweiten Kraftmesssensor Messsignale mit hinreichender Signalstärke geliefert werden, ausschließlich bei der Auswertung berücksichtigt, oder sie werden für die Auswertung höher gewichtet als die Messsignale des ersten Kraftmesssensors.
Der mit höherer Messempfindlichkeit erfasste privilegierte Teilbereich ist beispielsweise auf Größe und Art der Belastung abgestimmt, die für die Anwendung besonders kritisch ist, oder bei der der erste Kraftmesssensor nur über eine unzureichende Messgenauigkeit für eine ordnungsgemäße Auswertung verfügt.
Diese Umstände sind häufig an den Rändern des Nennlastbereichs gegeben. Daher ist bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform des Kraftmesssystems vorgesehen, dass der Nennlastbereich von einem Minimalwert und einem Maximalwert der Zug- und/oder Druckbelastung begrenzt ist, und dass sich der Teilbereich zwischen dem Minimalwert und einem Zwischenwert oder zwischen einem Zwischenwert und dem Maximalwert erstreckt.
Der Messbereich des zweiten Kraftmesssensors liegt hierbei am oberen oder am unteren Ende der Lastskala des Nennlastbereichs.
Alternativ kann ein Aufbau möglich sein, indem in bestimmten Belastungsbereichen nur jeweils ein Sensor ausgewertet wird, und wobei in einem Überschneidungsbereich durch die Auswerteelektronik auf den anderen Sensor umgeschaltet werden kann.
Bei manchen Anwendungen können die Anforderungen an die Messgenauigkeit an den Grenzen des Nennlastbereichs vom ersten Kraftmesssensor jedoch ausreichend erfüllt werden, wohingegen aber erhöhte Anforderungen an die Messgenauigkeit in einem mittleren Bereich der Lastskala bestehen. Im Hinblick darauf hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn sich der Nennlastbereich zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert der Zug- und/oder Druckbelastung erstreckt, und dass sich der Teilbereich zwischen einem unteren Zwischenwert, der größer ist als der Minimalwert und einem oberen Zwischenwert, der kleiner ist als Maximalwert erstreckt.
Bei dieser Ausführungsform deckt der privilegierte Teilbereich des zweiten Kraftmesssensors einen mittleren Bereich des Gesamt-Nennlastbereichs ohne dessen Grenzwerte ab.
Je schmaler der privilegierte Teilbereich im Vergleich zum Gesamt-Nennlastbereich ist, umso kleiner ist der Umfang an redundanter Information, umso genauer ist sie aber auch. Im Hinblick darauf hat es sich bewährt, wenn der Teilbereich maximal 70%, vorzugsweise maximal 50% und besonders bevorzugt maximal 30% des Nennlastbereichs abdeckt.
Wie oben bereits erläutert, liegt der privilegierte Teilbereich an den Grenzen oder in der Mitte des Nennlastbereichs. Eine Größe von weniger als 5% des Nennlastbereichs ist in der Regel aber wenig aussagekräftig.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der erste und der zweite Kraftmesssensor so ausgelegt sind, dass bei Krafteinwirkung auf die Struktur einer der Kraftmesssensoren gestaucht und der andere Kraftmesssensor gedehnt wird.
Dadurch, dass die auf die Messstruktur einwirkende Kraft mittels Kraftmesssensoren erfasst wird, die für unterschiedliche Belastungsarten ausgelegt sind – also Dehnung und Stauchung – ergeben sich zusätzliche Informationen im redundanten Messbereich.
Ist der zweite Kraftmesssensor nur für einen Teilbereich der potentiell auf die Messstruktur einwirkenden Gesamt-Belastung ausgelegt, ergibt sich das Problem, dass er bei einer seine Auslegung übersteigenden Kraft zerstört werden kann. Um dies zu vermeiden, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftmesssystems vorgesehen, dass der zweite Kraftmesssensor ein vorgespanntes Messelement aufweist, das entlastet wird, wenn auf die Struktur eine Kraft mit einer der Vorspannung entgegensetzten Kraftrichtung einwirkt. In diesem Sinne wird hier von einer ”Doppelsensorik” gesprochen, wenn auch nicht ein baugleicher Sensor doppelt verbaut wird.
Vorspannung und Kraft haben entgegengesetzte Richtungen oder Richtungskomponenten. Daher vermindert die auf das Messelement einwirkende Kraft die Spannung, genauer auch Vorspannung, unter der das Messelement steht. Die Abnahme der Spannung ist proportional zur einwirkenden Kraft oder hängt in anderer bekannter Weise mit ihr zusammen. Der Grad der Abnahme der Spannung liefert daher letztlich die Information des zweiten Kraftmesssensors über die auf die Messstruktur einwirkende Belastung. Sobald die gegen die Vorspannung gerichtete Kraftkomponente genauso hoch ist wie die Vorspannung, ist das Messelement vorzugsweise vollständig entlastet. Dadurch wird eine Zerstörung sicher vermieden; allerdings kann der zweite Kraftmesssensor danach auch keine weiteren Informationen über die aktuelle einwirkende Kraft liefern.
Besonders bewährt haben sich Ausführungsformen, bei denen der erste Kraftmesssensor und/oder der zweite Kraftmesssensor ein Kraftmessdübel, eine Dehnungsmessschraube, ein Dehnungsmessstreifen oder ein Stahlsensor mit aufgesputtertem Dehnungssensor ist.
Bei einer in Bezug auf Verlässlichkeit und Betriebssicherheit des Kraftmesssystems bevorzugten Ausgestaltung sind der erste Kraftmesssensor und/oder der zweite Kraftmesssensor optional in einem gemeinsamen oder einem je Sensor getrennten Bohrungsloch der Struktur angeordnet. Alternativ können beide Sensoren aber auch außerhalb, auf der Aussenseite eines Lastmessbauteils angebracht sein, z. B. in Form von zwei DMS Mess-Streifen.
Durch die Anordnung in einem Bohrungsloch der Struktur wird eine Beeinträchtigung durch Abrieb und andere Verunreinigungen sowie unerwünschte mechanische und korrosive Einwirkungen auf den Kraftmesssensor weitgehend ausgeschlossen. Das Bohrungsloch ist daher vorzugsweise versiegelt.
In diesem Zusammenhang hat es sich auch als günstig erwiesen, wenn im Bohrungsloch ein gehärteter Formkörper angeordnet ist, gegen den ein Messkörper des zweiten Kraftmesssensors zwecks Erzeugung einer Vorspannung gestaucht ist, wobei der Messkörper bevorzugt einen als Kugelkalotte ausgebildeten Kontaktabschnitt aufweist, der in einer Ausnehmung des gehärteten Formkörpers aufgenommen ist.
Die Härtung der Oberfläche des Formkörpers verhindert plastische Verformungen, die infolge der Vorspannung auftreten können und die zu Messfehlern führen. Die Ausführung des Kontaktabschnitts zwischen Formkörper und Messkörper als Kugelkalotte und korrespondierender Ausnehmung verhindert ein Ausweichen infolge der Vorspannung.
In dem Zusammenhang hat es sich auch bewährt, wenn der gehärtete Formkörper federnd ausgelegt ist, so dass der gehärtete Formkörper unter Zug- und/oder Druckbelastung nicht von dem Formkörper abhebt.
Vorzugsweise umfasst das Kraftmesssystem eine Auswerteeinheit, die zur Auswertung eines vom ersten Kraftmesssensor erzeugten ersten Messsignals und ein vom zweiten Kraftmesssensor erzeugten zweiten Messsignals ausgelegt ist, wobei an einem Ausgang der Auswerteeinheit ein Ausgangssignal anliegt, das das erste und das zweite Messsignal berücksichtigt.
Das Berücksichtigen des ersten und zweiten Messsignals im Ausgangssignal erfolgt im einfachsten Fall durch alleinige Auswertung des zweiten Messsignals, sofern der zweite Kraftmesssensor ein Messsignal innerhalb des privilegierten Teilbereichs liefert, dessen Signalstärke oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes liegt; und im Übrigen durch alleinige Auswertung des ersten Messsignals.
Alternativ oder ergänzend dazu hat es auch als vorteilhaft erwiesen, wenn der Auswerteeinheit ein Grenzwert vorgebbar ist, und wenn, in Abhängigkeit davon, ob das erste Messsignal den Grenzwert überschreitet oder nicht, das erste oder das zweite Messsignal das Ausgangssignal bildet.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die oben genannte Aufgabe ausgehend von einem Verfahren zur Messung einer Zug- und/oder Druckbelastung einer Struktur der eingangsgenannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der erste Kraftmesssensor einen Nennlastbereich erfasst, und dass der zweite Kraftmesssensor einen Teilbereich des Nennlastbereichs erfasst.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird dieselbe im Messbereich der Messstruktur auftretende Kraft anhand mindestens zweier Kraftmesssensoren erfasst, die sich voneinander in Bezug auf ihre Messbereichsspanne oder im konstruktiven Aufbau oder in ihrer nominalen Belastungsart unterscheiden.
Der erste Kraftmesssensor erfasst dabei jede vom Kraftmesssystem zu erwartende Belastung; er deckt den gesamten Nennlastbereich der Zug- und/oder Druckbelastung ab. Mindestens ein weiterer, der zweite Kraftmesssensor, ist hingegen so ausgelegt, dass er nur einen Teilbereich des gesamten Nennlastbereichs erfasst. Der zweite Kraftmesssensor verfügt demnach für die Messung der Kraft im privilegierten Teilbereich sowie im unteren Bereich der gesamten Lastauflösung über eine bessere Auflösung, eine günstigere Anordnung und/oder eine für die auftretende Kraft empfindlichere Belastungsart als der erste Kraftmesssensor. Durch diese „Doppelsensorik„ können besonders hohe Anforderungen an die Messgenauigkeit in diesem Teilbereich der gesamten Lastauflösung erfüllt werden.
Der mit höherer Messempfindlichkeit erfasste privilegierte Teilbereich ist beispielsweise auf Größe und Art der Belastung abgestimmt, die für die Anwendung besonders kritisch ist oder bei der der erste Kraftmesssensor nur über eine unzureichende Messgenauigkeit für eine ordnungsgemäße Auswertung verfügt.
Grundsätzlich kann die redundante Information über die Belastung im privilegierten Teilbereich zur Auswertung der Belastung im Messbereich der Messstruktur genutzt werden. Bevorzugt erfolgt die Auswertung der von den Kraftmesssensoren gelieferten Messsignale so, dass bei Kräften auf die Messstruktur, die innerhalb des privilegierten Teilbereichs liegen und die vom zweiten Kraftmesssensor geliefert werden, ausschließlich ausgewertet oder für die Auswertung höher gewichtet werden als die Messsignale des ersten Kraftmesssensors, unter der Voraussetzung, dass die Signalstärke des Messsignals oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes liegt, der auch Null betragen kann.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und einer Zeichnung detailliert erläutert.
1 zeigt eine Zugmesslasche beispielsweise für Kräne mit zwei Sensoren.
2 zeigt einen Druckkraftsensor mit Doppelsensorik.
3 zeigt ein Kraftmesssystem mit Doppelsensorik an einem Hydraulikzylinder.
4 zeigt ein Kraftmesssystem mit Doppelsensorik an einer Achse.
5 zeigt ein Kraftmesssystem mit Doppelsensorik an einem Biegestab.
6 zeigt eine Zugmesslasche mit einem ersten Sensor A für direkte Zugauflösung und einem zweiten empfindlicheren Sensor B, der durch Einschraubung vorgespannt ist.
7A zeigt in einer Zugmesslasche aus 6 als Ausbruch die Spitze des eingeschraubten Sensorabschnitts B mit Anlage im Bohrungsloch.
7B zeigt in einer Zugmesslasche aus 6 als Ausbruch die Spitze des eingeschraubten Sensorabschnitts B abgehoben, wenn der Sensor vollständig entlastet ist.
8 zeigt in einer Zugmesslasche aus 6 als Ausbruch die Spitze des eingeschraubten Sensorabschnitts B mit Anlage im Bohrungsloch über eine gehärtete Platte.
9A zeigt in einer Zugmesslasche aus 6 als Ausbruch die Spitze des eingeschraubten Sensorabschnitts B mit Anlage im Bohrungsloch über eine gehärtete Platte, wobei eine Kugel eingesetzt ist, und die Platte eine Ausnehmung für die Kugel hat.
9B zeigt die in eine Zugmesslasche einlegbare Platte aus 9A, wobei die Platte für Durchbiegung und Auflage optimiert ist.
10 zeigt den Signalverlauf von erstem und zweitem Kraftmesssensor in Abhängigkeit von der auf den Messbereich einwirkenden Last.
1 zeigt eine Zugmesslasche für einen Kran, der insgesamt die Bezugsziffer 1 zugeordnet ist. Die Zugmesslasche 1 ist so ausgelegt, dass sie auf sie wirkende Kräfte F (F1, F2, vorzugsweise F1 = F2) erfassen und an eine Auswerteeinheit (nicht dargestellt) des Krans übermitteln kann.
Die Zugmesslasche 1 umfasst ein Kraftmesssystem, das einen ersten Kraftmesssensor A und einen zweiten Kraftmesssensor B umfasst. Der erste Kraftmesssensor A und der zweite Kraftmesssensor B umfassen jeweils zwei senkrecht zueinander ausgerichtete Dehnungsmessstreifen. Die Dehnungsmessstreifen sind Folien-Dehnungsmessstreifen. Der erste Kraftmesssensor A ist zur Erfassung eines Nennlastbereichs von 0 Mega-Newton (MN) bis zu einer maximalen Nennlast von einhundert Mega-Newton (MN) ausgelegt; er kann einen Bereich von 0% bis 100% bezogen auf die maximale Nennlast erfassen. Der Kraftmesssensor A weist im Bereich von 0% bis 110% bezogen auf das Maximum des Nennlastbereichs eine Messgenauigkeit von zum Beispiel 0,25% vom Endwert auf.
Der zweite Kraftmesssensor B ist zur Erfassung eines Nennlastbereichs von 0% bis 30% ausgelegt, bezogen auf die maximale Nennlast von Kraftsensor A.
2 zeigt einen Druckkraftsensor, dem insgesamt die Bezugsziffer 20 zugeordnet ist. Der Druckkraftsensor 20 weist ein Gehäuse 21 für einen zylinderförmigen Aufnehmer 22 auf. Der Aufnehmer 22 umfasst zwei Kraftmesssensoren in Form von Stahlsensoren mit aufgesputtertem Dehnungssensor, die mit den Bezugsziffern A, B gekennzeichnet sind. Wirkt eine Kraft F auf den Aufnehmer 22, wird der Aufnehmer 22 elastisch verformt. Die Verformung des Aufnehmers 22 wird über die Dehnungssensoren, deren elektrischer Widerstand sich mit der Dehnung ändert, in elektrische Messsignale umgewandelt.
Der erste Kraftmesssensor A ist zur Erfassung eines Nennlastbereichs von 0 MN bis zu einer maximalen Nennlast von 100 MN ausgelegt; er kann einen Bereich von 0% bis 100% bezogen auf die maximale Nennlast erfassen. Der Kraftmesssensor A weist im Bereich von 0% bis 110% bezogen auf das Maximum des Nennlastbereichs eine Messgenauigkeit von 0,25% vom Endwert auf.
Der zweite Kraftmesssensor B ist zur Erfassung eines Nennlastbereichs von 0%–typisch 30% ausgelegt, bezogen auf die maximale Nennlast von Kraftsensor A. Der zweite Kraftmesssensor weist eine Messgenauigkeit von typisch 0,1% vom Endwert auf.
In 3 ist ein Hydraulikzylinder 30 dargestellt. Der Hydraulikzylinder 30 umfasst einen Zylinderkörper 31 und eine Kolbenstange 32. Die Kolbenstange 32 ist im Zylinderkörper 31 bewegbar angeordnet. Der Zylinderkörper 31 ist mit einem Einlass 33 und einem Auslass 34 für ein Fluid versehen. Die Bewegungsrichtung der Kolbenstange 32 relativ zum Zylinderkörper 31 ist über die Zuführung eines Fluids in den Zylinderkörper 31 einstellbar. Darüber hinaus ist die Kolbenstange mit zwei Kraftmesssensoren A, B versehen.
Die Kraftmesssensoren weisen eine unterschiedliche Bauart auf. Kraftmesssensor A ist ein Folien-Dehnungsmessstreifen, der zur Erfassung eines Nennlastbereichs von 0–100 MN ausgelegt ist. Kraftmesssensor B ist ein Kraftmessdübel, der zur Erfassung eines Lastbereichs von 0–30% ausgelegt ist.
4 zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftmesssystem 40 beispielsweise für einen Mobilkran, das einer Achse 42 zugeordnet ist. Die Achse 42 ist mit einer Seilrolle 41 versehen, über die ein Seil 43 geführt ist. Über das Seil und die Seilrolle wirkt eine Zugkraft F_z auf ein Gewicht m. Hierdurch ist die Achse 42 über die Seilrolle belastet.
Zur Erfassung der Belastung der Achse 42 sind der Achse ein erster Kraftmesssensor A in Form eine Dehnungsmessstreifens und ein zweiter Kraftmesssensor B, ebenfalls in Form eines Dehnungsmessstreifens, zugeordnet. Der Kraftmesssensor A erfasst einen Nennlastbereich von 0–1 MN. Der Kraftmesssensor B ist zur Erfassung eines Teilbereichs von 0–15% ausgelegt. Die Kraftmesssensoren sind derart angeordnet, dass bei einer Kraftweinwirkung auf die Achse 42 der Kraftmesssensor A gedehnt und der Kraftmesssensor B gestaucht wird.
In 5 ist ein Biegestab dargestellt, wie er besipielsweise bei der Plattformverwiegung eingesetzt werden kann. Dem Biegestab, dem insgesamt die Bezugsziffer 50 zugeordnet ist. Der Biegestab 50 ist mit einem erfindungsgemäßen Kraftmesssystem versehen, das zwei Kraftmesssensoren A und B umfasst. Kraftmesssensor A ist ein DMS-Sensor. Kraftmesssensor B ist ebenfalls ein DMS-Sensor oder ein Piezosensor.
Wirkt im Bereich 51 eine Kraft F auf den Biegestab 51, wird der Kraftmesssensor A gestaucht und der Kraftmesssensor B gedehnt. Der Kraftmesssensor B weist verglichen mit dem Kraftmesssensor A eine höhere Messempfindlichkeit auf; er ist zur Erfassung eines Bereichs von 0 bis 10 kN ausgelegt. Hierdurch wird eine möglichst genaue Erfassung von Kräften in diesem Bereich gewährleistet.
6 zeigt eine Zugmesslasche oder Messbauteil, wie sie beispielsweise bei einem Kran verwendet wird, oder als Bauteil um Container anzuheben. Der Zugmesslasche ist insgesamt die Bezugsziffer 60 zugeordnet. Durch Weglassen der beiden Ankoppelpunkte kann es insbesondere ein Abschnitt eines Twistlocks sein, welcher dazu geeignet ist per Drehung verriegelt an den Ecken zur Anhebung und Verwiegung von Containern zu dienen.
Die Zugmesslasche oder das Messbauteil erstreckt sich in einer Längsrichtung; sie umfasst einen ersten Kraftmesssensor A für direkte Zugauflösung und einen zweiten empfindlicheren Kraftmesssensor B.
Der erste Kraftmesssensor A ist derart angeordnet, dass, wenn in Längsrichtung oder axialer Richtung eine Kraft F auf die Zugmesslasche 60 wirkt, der erste Kraftmesssensor A gedehnt wird. Der erste Kraftmesssensor ist zur Erfassung eines Nennlastbereichs ausgelegt, der sich von einem Minimalwert von 0 MN bis zu einem Maximalwert von 100 MN erstreckt.
Der zweite Kraftmesssensor B ist ein Kraftmessdübel, der in eine Bohrung der Zugmesslasche, des Messbauteils 60 eingeschraubt ist. Hierzu ist die Bohrung mit einem Innengewinde versehen. Der Kraftmessdübel B weist einen Kopfabschnitt 62 für den Eingriff eines Werkzeugs, einen Gewindeabschnitt 63 mit einem Außengewinde zum Eingriff in das Innengewinde der Bohrung, sowie einen Sensorabschnitt 64 und einen Abschnitt 65 zur Kontaktierung der Zugmesslasche und zur Einleitung von Kräften in den Sensorabschnitt 64 auf.
Der Kraftmessdübel ist in die Bohrung der Zugmesslasche, des Messbauteils 60 derart eingeschraubt, dass er gestaucht und damit vorgespannt ist. Das heißt, der Abschnitt 65 steht in Kontakt mit der Innenwand der Bohrung und leitet bei unbelasteter Zugmesslasche eine der Vorspannung entsprechende Kraft in den Sensorabschnitt 64 ein.
Wirkt in Längsrichtung eine Kraft auf die Zugmesslasche, des Messbauteils 60 ein, wird der zweite Kraftmesssensor B entspannt, so dass die auf ihn wirkende Spannung verringert wird. Anhand der Reduktion der Spannung kann auf die in Längsrichtung auf die Zugmesslasche wirkende Kraft geschlossen werden.
Die Vorspannung legt den Messbereich des Kraftmessdübels fest. Mit einem solchen Kraftmessdübel ist maximal eine Kraft erfassbar, die der Vorspannungskraft des Dübels und der Dehnung der Zugmesslasche entspricht. Ein mit hoher Vorspannung versehener Kraftmessdübel kann daher einen größeren Messbereich erfassen. Allerdings steigt mit der Vorspannung auch die Messungenauigkeit des Kraftmessdübels. Insofern ist eine optimal eingestellte Vorspannung für eine optimale Auflösung des jeweiligen Teilbereichs wichtig.
Kompensiert die auf die Zugmesslasche, des Messbauteils in Längsrichtung wirkende Kraft die Vorspannungskraft, die bei unbelasteter Zugmesslasche auf den Kraftsensor wirkt, ist die mit dem Kraftmessdübel maximal erfassbare Last erreicht. Erfindungsgemäß ist der Kraftmessdübel derart ausgelegt, dass er einen Teilbereich des vom Kraftmesssensor A erfassten Nennlastbereichs erfasst, nämlich Kräfte in einem Bereich von 0–30% des Endwerts.
Die Kraftmesssensoren A, B erzeugen jeweils ein Sensorsignal S₁, S₂, das als Eingangssignal an einer Auswertungseinheit AWE anliegt. Die Auswertungseinheit AWE berücksichtigt die Sensorsignale S₁, S₂ bei der Ermittlung ihres Ausgangsgesamtsignals S_A.
Im einfachsten Fall ist der Auswertungseinheit AWE ein Grenzwert für das Sensorsignal S₁ vorgegeben. Dieser Grenzwert legt fest, bis zu welchem Sensorsignal-Wert das Sensorsignal S₁ eine höhere Messgenauigkeit als das Sensorsignal S₂ aufweist.
Solange, bis das Sensorsignal S₁ den Grenzwert erreicht, weist das Sensorsignal S₁ eine höhere Messgenauigkeit als das Sensorsignal S₂ auf. Das Ausgangsignal S_A wird daher einzig von dem oder aus dem Sensorsignal S₁ gebildet.
Sobald das Sensorsignal S₁ diesen Grenzwert, wird das Ausgangssignal S_A von dem Sensorsignal S₂ gebildet. Auf diese Weise ermittelt die Auswertungseinheit AWE jeweils den besseren Wert und formt hieraus ein Ausgangsgesamtsignal S_A. Es versteht sich von selbst, daß innerhalb der Auswertung aus 2 unterschiedlichen Sensorsignalen, beispielsweise Mess-Spannungen mit ihren sensortypischen Bereichen, ein einheitliches Sensorausgangssignal in einem beliebigen Industrie-Format umgewandelt und ausgegeben werden kann, wie z. B. HART, Profibus oder auch als analoges 4–20 mA Signal, welches über eine Benutzerschnittstelle parametriert oder konfiguriert werden kann. Es ist ausserdem möglich, daß das Signal direkt per Funk drahtlos ausgegeben werden kann.
In 7A ist ein Ausschnitt der Zugmesslasche, des Messbauteils 60 aus 6 dargestellt. 7A zeigt ferner als Ausbruch den Sensorabschnitt 64 und den Kontaktabschnitt 65 des Kraftmessdübels B.
In 7A ist der Kraftmessdübel B vorgespannt und die Zugmesslasche 60 nicht belastet. Der Kontaktabschnitt 65 liegt daher an einer Innenwand des Bohrungslochs an und leitet die durch die Vorspannung des Kraftmessdübels bedingten Kräfte in den Sensorabschnitt 64 ein.
7B zeigt die Zugmesslasche, des Messbauteils aus 7A, wenn der Kraftmessdübel B vollständig entlastet ist. Der Kontaktabschnitt 65 ist in diesem Zustand von der Innenwand des Bohrungsloches abgehoben und damit von der lastdurchflossenen Struktur des Kraftmesssystems entkoppelt. Dies hat den Vorteil, dass der Kraftmessdübel B durch eine weitere Kraft an der Zugmesslasche 60 nicht überlastet oder beschädigt werden kann. Zumindest der Sensor des Lastmessdübels ist innerhalb des Nennlastbereichs aber auch bei Überlastungen oberhalb des Nennlastbereichs, aber insbesondere ab einem bestimmten Be- oder Entlastungswert auf diese Art und Weise konstruktiv vor Überlastung geschützt.
In 8 ist eine alternative Ausführungsform einer Zugmesslasche, des Messbauteils 80 dargestellt. Sie zeigt als Ausbruch im Bohrloch die Spitze des eingeschraubten Kraftmessdübels B, insbesondere dessen Sensorabschnitt 84 und Kontaktabschnitt 85. Die Ausführungsform gemäß 8 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 7A, 7B darin, dass im Bohrungsloch eine gehärtete Platte 86 angeordnet ist, und dass der Kontaktabschnitt 85 des Kraftmessdübels B an der Platte 86 anliegt. Der gehärtete Abschnitt weist eine größere Härte als das Material auf, aus dem die Zugmesslasche gefertigt ist. Die Platte 86 zeigt eine geringere Abnutzung und neigt weniger zu einer dauerhaften Verformung, die die Messgenauigkeit beeinträchtigen könnte.
9A zeigt eine alternative Ausgestaltung der Zugmesslasche, des Messbauteils 90 mit einer in einer Bohrung angeordneten gehärteten Platte 96, die eine Ausnehmung 97 für einen als Kugelkalotte ausgebildeten Kontaktabschnitt 95 des Kraftmessdübels aufweist. Der Kontaktabschnitt 95 wird durch eine Kugel gebildet, die mit einem Sensorabschnitt 94 in Wirkverbindung steht. Hierdurch wird eine optimierte Kraft-Übertragung von der Zugmesslasche auf den Kraftmessdübel gewährleistet.
Die gehärtete Platte 96 ist aus gehärtetem Stahl oder einem Hartmetallwerkstoff oder einer Legierung oder einer Keramik gefertigt. Sie kann unter großer Kraftbeanspruchung allerdings ausgelenkt werden. Eine solche Auslenkung der gehärteten Platte 96 ist durch die gestrichelte Linie dargestellt.
9B zeigt alternative Ausgestaltung einer in eine Bohrung einer Zugmesslasche, eines Messbauteils 90 einlegbaren Platte 96 mit einer Ausnehmung 97 für einen als Kugelkalotte ausgebildeten Kontaktabschnitt, die hinsichtlich ihrer Durchbiegung und Auflage optimiert ist. Die Platte 96 ist federnd ausgelegt, so dass der Sensor nicht abhebt.
10A zeigt schematisch als Diagramm einen Signalverlauf eines von einem ersten Kraftmesssensor erzeugten Sensorsignals S₁ und eines von einem empfindlicheren zweiten Kraftmesssensor erzeugten Sensorsignals S₂.
Im Speziellen ist hierbei gegeben, daß dass sich der erste und der zweite Kraftmesssensor in dem Sinne voneinander unterscheiden, dass der erste Kraftmesssensor zur Erfassung eines, oder besser – des gesamten – Nennlastbereichs der Zug- und/oder Druckbelastung ausgelegt ist, und dass der zweite Kraftmesssensor zur Erfassung lediglich eines Teilbereichs dieses Nennlastbereichs ausgelegt ist.
Das Signal S₁ deckt hierbei auf der Grafik den Nennlastbereich ab, nämlich Lasten im Bereich von 0 N bis zum Maximalwert ”max.”. Das vom zweiten Kraftmesssensor erzeugte Sensorsignal S₂ erfasst lediglich einen Teilbereich des Nennlastbereichs, nämlich z. B. einen Lastbereich von 0–30%.
Beide Sensorsignale S₁, S₂ liegen an einer Auswerteeinheit AWE (nicht dargestellt) an, die aus den Sensorsignalen S₁, S₂ ein Ausgangsgesamtsignal S_A ermittelt, das beispielsweise im HART oder Profibus oder 4–20 mA Standard ausgegeben wird.
Insbesondere ist die Auswerteeinheit so konfiguriert, daß diese immer das qualitativ bessere Signal zur Generierung des Ausgangssignals heranzieht. So ist dies in der 10 insbesondere dies das Signal S₂, welches bei geringen Lasten genauer auflöst als der erste Sensor mit Signal S₁. Da der Sensor empfindlicher ist, wird dieser auch insofern konstruktiv vor Überlast oberhalb des Schnittpunkts S geschützt, z. B. wie in 7–9 dargestellt. Dies ist jedoch auch anders konstruktiv lösbar.
Gemäß 10B ist hierbei auch denkbar, daß beide Sensorsignale S₁, S₂ nur Teilbereiche des Nennlastbereichs abdecken, und sich unterhalb des Zwischenwerts, Schnittpunkts S ein gemeinsamer Übergabebereich ergibt. Je nach Konfiguration der Auswerteeinheit kann das Ausgangsgesamtsignal S_A in einem bestimmten Punkt oder Bereich innerhalb des gemeinsamen Bereichs vom Sensorsignal S₁ oder S₂ generiert werden.
Der erste und der zweite Kraftmesssensor unterscheiden sich also in dem Sinne, daß der erste Kraftmesssensor zur Erfassung eines ersten Teils eines Nennlastbereichs der Zug- und/oder Druckbelastung ausgelegt ist, und dass der zweite Kraftmesssensor zur Erfassung eines zweiten Teilbereichs dieses Nennlastbereichs ausgelegt ist. Vorzugsweise ist der Anteil des einen Sensors im unteren Bereich kleiner als der des Sensors welcher den höheren Bereich auflöst. Die beiden Bereiche überschneiden sich in einem Bereich oder in einem Punkt wobei es auch einen Punkt oder Bereich für die Übergabe geben kann bei steigender Belastung, und einen anderen Punkt oder Bereich bei abfallender Belastung. Ferner kann bei der Übergabe, oder Entscheidung ab welchem Punkt das andere Sensorsignal verwendet wird eine bestimmte Strecke oder ein bestimmter Bereich vorangehen, in welchem die beiden Signale verglichen und auf Zuverlässigkeit geprüft werden. Insbesondere können hierzu Vergleichswerte oder gespeicherte, vorherige Messdaten aus einem Speicher herangezogen werden.
Es ist ausserdem möglich, daß – sofern dieser Lastzustand jeweils eintritt – innerhalb des gemeinsamen Bereichs beide Sensorsignale immer verglichen werden und eine alterungsbedingte Drift analysiert erkannt und kompensiert wird, oder bei zu großer Abweichung von einem vorgemerkten Wert ein Fehlersignal ausgegeben wird. Es ist weiterhin denkbar, daß ein Sensorsignal erst ab einem bestimmten Messwert ein- oder ausgeschaltet wird, sodaß der Signalverlauf eines einzelnen Sensorsignals (S₁ oder S₂) stufenförmig verläuft. Insbesondere ist auch möglich, daß das Sensorsignal S₁ insbesondere im unteren Bereich, unterhalb des Punktes ”S” kurvenförmig verläuft, oder durch starkes Rauschen geprägt ist – ein Effekt der insbesondere aber erfindungsgemäß durch den zweiten Sensor S₂ verbessert wird.
Wie 10C dargestellt ist auch denkbar, daß beide Sensorsignale S₁, S₂ gleichförmig gerichtet auf Zug oder Druck ein Signal ausgeben, wobei je nach Belastungsart oder Anwendung an einem fixen Punkt S von einem Sensorssignal auf das andere geschaltet werden kann. Ebenso kann ein Sensor auf Zug und der andere auf Druck belastet oder entlastet werden, wobei die Signale trotzdem in positiven Werten entsprechend der anhängenden Last ausgegeben und verarbeitet werden. Insbesondere verläuft eine Signalausgabe S₁/S₂ in Form einer Geraden, wobei diese die Annäherung oder beste Annäherung an eine Wertausgabekurve eines Sensors darstellt. Ebenso ist möglich, daß der Übergabepunkt S oder ein Lastbereich zur Umschaltung konfiguriert und in der Auswertung hinterlegbar ist oder daß manuell zwischen beiden Sensorquellen beliebig (z. B. aus einer Messwarte oder einem Bedienerstand heraus) hin- und hergeschaltet werden kann
Die Erfindung dieser Doppelsensorik ist nicht auf die vorhergehenden ausführlichen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie kann in dem Umfang der nachfolgenden Ansprüche modifiziert werden. Ebenfalls können einzelne Aspekte aus den Unteransprüchen miteinander kombiniert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DD 243985 B5 [0006]

Claims

Kraftmesssystem zur Messung einer auf eine Struktur einwirkenden Zug- und/oder Druckbelastung, bei dem der Struktur ein erster Kraftmesssensor und ein zweiter Kraftmesssensor zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste und der zweite Kraftmesssensor in dem Sinne voneinander unterscheiden, dass der erste Kraftmesssensor zur Erfassung eines ersten Bereichs des Nennlastbereichs der Zug- und/oder Druckbelastung ausgelegt ist, und dass der zweite Kraftmesssensor zur Erfassung eines zweiten Teilbereichs des Nennlastbereichs ausgelegt ist.
Kraftmesssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste und der zweite Kraftmesssensor in dem Sinne voneinander unterscheiden, dass der erste Kraftmesssensor zur Erfassung eines Nennlastbereichs der Zug- und/oder Druckbelastung ausgelegt ist, und dass der zweite Kraftmesssensor zur Erfassung lediglich eines Teilbereichs dieses Nennlastbereichs ausgelegt ist.
Kraftmesssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Nennlastbereich von einem Minimalwert und einem Maximalwert der Zug- und/oder Druckbelastung begrenzt ist, und dass sich der Teilbereich zwischen dem Minimalwert und einem Zwischenwert oder zwischen einem Zwischenwert und dem Maximalwert erstreckt.
Kraftmesssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Nennlastbereich zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert der Zug- und/oder Druckbelastung erstreckt, und dass sich der Teilbereich zwischen einem unteren Zwischenwert, der größer ist als der Minimalwert und einem oberen Zwischenwert, der kleiner ist als Maximalwert erstreckt.
Kraftmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich maximal 70%, vorzugsweise maximal 50% und besonders bevorzugt maximal 30% des Nennlastbereichs abdeckt.
Kraftmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste und der zweite Kraftmesssensor in ihrer Bauart, Belastungsart und/oder ihrer Messempfindlichkeit unterscheiden.
Kraftmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Kraftmesssensor so ausgelegt sind, dass bei Krafteinwirkung auf die Struktur einer der Kraftmesssensoren gestaucht und der andere Kraftmesssensor gedehnt wird.
Kraftmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kraftmesssensor ein vorgespanntes Messelement aufweist, das entlastet wird, wenn auf die Struktur eine Kraft mit einer der Vorspannung entgegensetzten Kraftrichtung einwirkt.
Kraftmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kraftmesssensor und/oder der zweite Kraftmesssensor ein Kraftmessdübel, eine Dehnungsmessschraube, ein Dehnungsmessstreifen oder ein Stahlsensor mit aufgesputtertem Dehnungssensor oder ein Piezo-Sensor ist.
Kraftmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kraftmesssensor und/oder der zweite Kraftmesssensor in einem Bohrungsloch der Struktur angeordnet sind.
Kraftmesssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Bohrungsloch ein gehärteter Formkörper angeordnet ist, gegen den ein Messkörper des zweiten Kraftmesssensors zwecks Erzeugung einer Vorspannung gestaucht ist, wobei der Messkörper einen als Kugelkalotte ausgebildeten Kontaktabschnitt aufweist, der in einer Ausnehmung des gehärteten Formkörpers aufgenommen ist oder der gehärtete Formkörper federnd ausgelegt ist.
Kraftmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftmesssystem eine Auswerteeinheit umfasst, die zur Auswertung eines vom ersten Kraftmesssensor erzeugten ersten Messsignals und ein vom zweiten Kraftmesssensor erzeugten zweiten Messsignals ausgelegt ist, wobei an einem Ausgang der Auswerteeinheit ein Ausgangssignal anliegt, das aus dem ersten oder zweiten Messsignal berücksichtigt, wobei der Auswerteeinheit ein Grenzwert vorgebbar ist, und dass, in Abhängigkeit von der Belastung das erste oder das zweite Messsignal zur Generierung des Ausgangssignals herangezogen wird.
Kraftmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Sensor innerhalb des Nennlastbereichs ab einem bestimmten Be- oder Entlastungswert konstruktiv vor Überlastung geschützt ist.
Kraftmesssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Sensor, welcher einen unteren Messbereich abdeckt, mechanisch entlastet wird oder ab einem bestimmten Wert oder Wertbereich von der Struktur des Kraftmesssystems entkoppelt wird.
Verfahren zur Messung einer Zug- und/oder Druckbelastung einer Struktur mittels eines Kraftmesssystems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend die Verfahrensschritte: (a) Erfassen einer durch Zug- und/oder Druckbelastung bedingten Kraft mittels des ersten Kraftmesssensors unter Erhalt eines ersten Messsignals, (b) Erfassen der Kraft mittels des zweiten Kraftmesssensors unter Erhalt eines zweiten Messsignals, (c) Auswerten des ersten und des zweiten Messsignals dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kraftmesssensor den Nennlastbereich oder einen ersten Teilbereich des Nennlastbereichs erfasst, und dass der zweite Kraftmesssensor einen zweiten Teilbereich des Nennlastbereichs erfasst, und dass je nach Zug-/Druckbelastung die Auswerteeinheit unter Heranziehung eines Messsignals ein Ausgabesignal bereitstellt, welches der anliegenden Zug-/Druckbelastung entspricht.
Verfahren zur Messung einer Zug- und/oder Druckbelastung einer Struktur mittels eines Kraftmesssystems gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Das die Auswerteeinheit so konfiguriert ist, daß immer das qualitativ bessere Messsignal für die Generierung des Ausgangssignals herangezogen wird.