WO2024002435A1

WO2024002435A1 - Normal stress sensor system

Info

Publication number: WO2024002435A1
Application number: PCT/DE2023/200090
Authority: WO
Inventors: Stephan Grundey; Stefan Narberhaus; Siegfried Reck
Original assignee: Contitech Deutschland Gmbh
Priority date: 2022-06-29
Filing date: 2023-05-09
Publication date: 2024-01-04
Also published as: DE102022206597A1

Abstract

The present invention relates to a normal stress sensor system having at least one normal stress sensor (1) with a first carrier (10a) having a resonator (13c) at a natural frequency that depends, preferably at least in a substantially linear manner, on a mechanical normal stress to be captured, with a second carrier (10b) that is spaced apart from the first carrier (10a) along a longitudinal axis (X), and with a connecting element (11) which is compressible, preferably along the longitudinal axis (X), and connects the first carrier (10a) and the second carrier (10b) to one another in a manner spaced apart from one another along the longitudinal axis (X), wherein the resonator (13c) is spaced apart from the second carrier (10b) by an air gap (14) of the dimension (A) along the longitudinal axis (X), and wherein the resonator (13c) is designed such that mechanical normal stresses (F) acting on the connecting element (11) change the natural frequencies of the resonator (13c), and with at least one control unit which is designed to excite the resonator (13c) of the normal stress sensor (1) to oscillate at the natural frequencies thereof and to capture the oscillations thereof, wherein the control unit is also designed to determine the mechanical normal stresses (F) from the captured oscillations of the resonator (13c).

Description

Beschreibung Description

Normalspannungssensorsystem Normal voltage sensor system

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Normalspannungssensorsystem gemäß dem Patentanspruch 1 , einen Normalspannungssensor zur Verwendung in einem derartigen Normalspannungssensorsystem gemäß dem Patentanspruch 14 sowie eine Steuerungseinheit zur Verwendung in einem derartigen Normalspannungssensorsystem gemäß dem Patentanspruch 15. The present invention relates to a normal voltage sensor system according to claim 1, a normal voltage sensor for use in such a normal voltage sensor system according to claim 14 and a control unit for use in such a normal voltage sensor system according to claim 15.

Um mechanische Normal- und Scherspannungen zu messen, müssen die Messwandler so in das Bauteil integriert werden, dass sie den zu messenden Kraftfluss erfassen können. Ist dieser Kraftfluss inhomogen, sind üblicherweise flächige Sensoren notwendig. Druckmessfolien auf elastomerer Basis, die für jeweils eine Messung in das Bauteil eingefügt werden, bilden die Verteilung der aufgetretenen Maximalspannungen durch Farbveränderungen ab. Dies ist üblicherweise jedoch ungenau, kann nicht elektronisch erfasst werden und es ist pro Messung jeweils eine unbenutzte Druckmessfolie zu verbauen, wieder zu entfernen und auszuwerten, was diese Art der Erfassung von Normal- und Scherspannungen unattraktiv macht. In order to measure mechanical normal and shear stresses, the transducers must be integrated into the component in such a way that they can record the force flow to be measured. If this force flow is inhomogeneous, flat sensors are usually necessary. Elastomer-based pressure measuring foils, which are inserted into the component for one measurement at a time, depict the distribution of the maximum stresses that occur through color changes. However, this is usually inaccurate, cannot be recorded electronically and an unused pressure measuring film has to be installed, removed and evaluated for each measurement, which makes this type of recording of normal and shear stresses unattractive.

Mit Hilfe elektronischer Druckmessfolien lassen sich Normalspannungsverteilungen kontinuierlich sowie elektronisch vermessen. Beispielsweise eine Matrix aus piezoresistiven Messwandlern liefert die Daten für ein räumlich aufgelöstes Bild. Alternativ können sich dielektrische Elastomersensoren (DES) für die Messung von mechanischen Normalspannungen eignen. Bis auf die dielektrischen Elastomersensoren eignen sich jedoch derartige bekannte Sensoren nur bedingt zur Messung von mechanischen Spannungen in elastomeren Körpern, weil die dielektrischen Elastomersensoren relativ großen Dehnungen nicht folgen können. Außerdem sind piezoresistive Druckmessfolien teuer, so dass sie vorzugsweise für diskontinuierliche Messungen verwendet werden. With the help of electronic pressure measuring foils, normal stress distributions can be measured continuously and electronically. For example, a matrix of piezoresistive transducers provides the data for a spatially resolved image. Alternatively, dielectric elastomer sensors (DES) can be suitable for measuring normal mechanical stresses. However, with the exception of the dielectric elastomer sensors, such known sensors are only suitable to a limited extent for measuring mechanical stresses in elastomeric bodies because the dielectric elastomer sensors cannot follow relatively large expansions. In addition, piezoresistive pressure measuring films are expensive, so they are preferably used for discontinuous measurements.

Aus der DE 10 2020 216 234 A1 ist eine Vorrichtung zur Erfassung von mechanischen Normalspannungen in einem Elastomerbauteil bekannt, mit einem Elastomerbauteil, mit wenigstens einem Normalspannungssensor, wobei der Normalspannungssensor wenigstens einen Resonator aufweist, dessen Eigenfrequenz von den zu erfassenden mechanischen Normalspannungen, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen linear, abhängig ist, wobei wenigstens der Resonator derart in das Elastomerbauteil eingebettet ist, dass auf das Elastomerbauteil wirkende mechanische Normalspannungen die Eigenfrequenz des Resonators verändern können, und mit wenigstens einer Steuerungseinheit, welche ausgebildet ist, den Resonator zu Schwingungen in dessen Eigenfrequenz anzuregen und dessen Schwingungen zu erfassen, wobei die Steuerungseinheit ferner ausgebildet ist, aus den erfassten Schwingungen des Resonators die mechanischen Normalspannungen des Elastomerbauteils zu bestimmen. From DE 10 2020 216 234 A1 a device for detecting mechanical normal stresses in an elastomeric component is known, with an elastomeric component, with at least one normal stress sensor, the normal stress sensor having at least one resonator, the natural frequency of which depends on the mechanical normal stresses to be detected, preferably at least in Substantially linear, dependent, wherein at least the resonator is embedded in the elastomeric component in such a way that mechanical normal stresses acting on the elastomeric component can change the natural frequency of the resonator, and with at least one control unit which is designed to excite the resonator to oscillate at its natural frequency and to detect its vibrations, wherein the control unit is further designed to determine the mechanical normal stresses of the elastomer component from the detected vibrations of the resonator.

Mit anderen Worten wird ein Normalkraftsensor für elastomere Bauteile beschrieben, welcher aus einer sogenannten symmetrischen Mikrowellen- Streifenleitung besteht, die als Resonator ausgeführt ist. Entlang der Längsachse oberhalb und unterhalb eines Leiterstreifens befindet sich jeweils ein Dielektrikum, das auf seiner Außenfläche mit einer leitfähigen Schicht bedeckt ist und elektrisch auf Masse-Potenzial liegt. Die zu messende Normalkraft komprimiert die Streifenleitung entlang der Längsachse und verringert somit den Abstand zwischen dem mittig angeordneten Leiterstreifen und den beiden äußeren Masseflächen entlang der Längsachse, wodurch sich die Wellenimpedanz sowie die Rückflussdämpfung der Anordnung ändern. Bei der Kraftmessung wird die Streifenleitung mit einem Impedanz-Spektrometer verbunden, das die Wellenimpedanz und die Rückflussdämpfung auswertet und daraus das Messergebnis berechnet. In other words, a normal force sensor for elastomeric components is described, which consists of a so-called symmetrical microwave strip line, which is designed as a resonator. Along the longitudinal axis above and below a conductor strip there is a dielectric, which is covered on its outer surface with a conductive layer and is electrically at ground potential. The normal force to be measured compresses the strip line along the longitudinal axis and thus reduces the distance between the centrally arranged conductor strip and the two outer ground surfaces along the longitudinal axis, which changes the wave impedance and the return loss of the arrangement. When measuring force, the The strip line is connected to an impedance spectrometer, which evaluates the wave impedance and the return loss and uses this to calculate the measurement result.

Nachteilig an der Vorrichtung der DE 10 2020 216 234 A1 ist, dass auf diese Art und Weise lediglich die mittlere Normalspannung erfasst werden kann, welche in Mitte der Fläche des Normalspannungssensor wirkt. A disadvantage of the device of DE 10 2020 216 234 A1 is that in this way only the average normal voltage can be detected, which acts in the middle of the surface of the normal voltage sensor.

Aus der DE 10 2021 206 816.2 (unveröffentlicht) ist bekannt ein Normalspannungssensorsystem mit wenigstens einem Normalspannungssensor mit wenigstens einem ersten Resonator mit einer ersten Eigenfrequenz, welche von einer zu erfassenden mechanischen ersten Normalspannungen abhängig ist, mit wenigstens einem zweiten Resonator mit einer zweiten Eigenfrequenz, welche von einer zu erfassenden mechanischen zweiten Normalspannungen abhängig ist, wobei der Normalspannungssensor ausgebildet ist, zwischen zwei Objekten derart angeordnet zu werden, so dass zwischen den Objekten wirkende mechanische Normalspannungen die Eigenfrequenzen der Resonatoren verändern können, und mit wenigstens einer Steuerungseinheit, welche ausgebildet ist, die Resonatoren des Normalspannungssensors zu Schwingungen in dessen Eigenfrequenzen anzuregen und dessen Schwingungen zu erfassen, wobei die Steuerungseinheit ferner ausgebildet ist, aus den erfassten Schwingungen der Resonatoren die mechanischen Normalspannungen zu bestimmen. Bei dem Normalspannungssensor der DE 102021 206 816.2 befindet sich somit eine resonante Leiterstruktur zwischen zwei leitfähigen Flächen, die elektrisch auf dem Massepotenzial liegen. Der Raum zwischen dem Resonator und den Masseflächen ist mit einem elastomeren Dielektrikum ausgefüllt. From DE 10 2021 206 816.2 (unpublished) a normal voltage sensor system is known with at least one normal voltage sensor with at least a first resonator with a first natural frequency, which is dependent on a mechanical first normal voltage to be detected, with at least a second resonator with a second natural frequency, which is dependent on a second mechanical normal stress to be detected, the normal voltage sensor being designed to be arranged between two objects in such a way that mechanical normal stresses acting between the objects can change the natural frequencies of the resonators, and with at least one control unit which is designed to To excite resonators of the normal voltage sensor to oscillate at their natural frequencies and to detect their oscillations, wherein the control unit is further designed to determine the mechanical normal voltages from the detected oscillations of the resonators. In the normal voltage sensor of DE 102021 206 816.2 there is therefore a resonant conductor structure between two conductive surfaces that are electrically at ground potential. The space between the resonator and the ground surfaces is filled with an elastomeric dielectric.

Zu den Anwendungen, bei denen die Normalspannung sensorisch zu erfassen ist, werden zukünftige Bremssystemen gehören, bei denen die bisher üblichen hydraulischen Komponenten durch elektromechanische Bauteile ersetzt werden sollen (trockene Bremse). Bei einem Bremsvorgang bestimmt der Fahrer die Höhe der Bremskraft über die Kraft auf das Bremspedal. Auf diesen Sollwert regelt eine Elektronik die Kraft, mit der eine Bremsscheibe oder eine Bremstrommel abgebremst wird. Die Regelung erfordert eine schnelle und genaue Messung der aktuell wirksamen Bremskraft. The applications in which the normal voltage has to be detected using sensors will include future brake systems in which the previously common hydraulic components are to be replaced by electromechanical components (dry brake). When braking, the driver determines the height the braking force via the force on the brake pedal. Electronics regulate the force with which a brake disc or brake drum is braked based on this setpoint. The control requires a quick and precise measurement of the currently effective braking force.

Zu diesem Zweck befinden sich Sensoren für die Messung der Bremskraft innerhalb der elektromechanischen Bremsen in der Entwicklung, die auf unterschiedlichen Messprinzipien beruhen, wie z.B. der Druckmessung in einem kompressiblen Behälter mit einem hydraulischen Medium, oder einer Kraftmessdose auf der Basis von piezo-resistiven Dehnungsmess-Streifen. Hierzu können grundsätzlich auch Normalspannungssensoren bzw. ein Normalspannungssensorsystem der DE 10 2021 206 816.2 verwendet werden. For this purpose, sensors for measuring the braking force within electromechanical brakes are being developed, which are based on different measuring principles, such as pressure measurement in a compressible container with a hydraulic medium, or a load cell based on piezo-resistive strain gauges. stripes. In principle, normal voltage sensors or a normal voltage sensor system from DE 10 2021 206 816.2 can also be used for this purpose.

Die Anforderungen für den Betrieb eines Kraftsensors bzw. eines Normalspannungssensors innerhalb einer derartigen Bremse sind jedoch extrem. Zu diesen Anforderungen gehören die Aufnahme hoher Kräfte, hohe Betriebstemperaturen, eine schnelle Messung ohne Hysterese, geringer Bauraum sowie geringe Kosten. However, the requirements for operating a force sensor or a normal voltage sensor within such a brake are extreme. These requirements include the absorption of high forces, high operating temperatures, fast measurement without hysteresis, small installation space and low costs.

Die beschriebenen Lösungen nach dem Stand der Technik erfüllen diese Anforderungen jeweils nur teilweise. So hat z. B. ein hydraulischer Sensor aufgrund des erforderlichen Druckspeichers eine prinzipbedingte Latenzzeit, während die Kraftmessdose eine vergleichbar hohe Bauhöhe aufweist. Der Kraftsensor bzw. der Normalspannungssensor auf Mikrowellenbasis der DE 10 2021 206 816.2 hat wegen der verwendeten Elastomere ein Rückstellverhalten, das zu Hysterese und zu alterungsbedingten Änderungen der Dielektrizitätskonstanten führen kann. The state-of-the-art solutions described only partially meet these requirements. For example, B. a hydraulic sensor has a inherent latency due to the required pressure accumulator, while the load cell has a comparable height. The microwave-based force sensor or normal voltage sensor of DE 10 2021 206 816.2 has a restoring behavior due to the elastomers used, which can lead to hysteresis and aging-related changes in the dielectric constant.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kraftsensor bzw. einen Normalspannungssensor zur Verfügung zu stellen, welcher die o.g. An object of the present invention is to provide a force sensor or a normal voltage sensor which has the above-mentioned.

Anforderungen überhaupt und zumindest besser als bisher bekannt erfüllen kann. Insbesondere sollen möglichst alle o.g. Anforderungen gemeinsam erfüllt werden, und dies vorzugsweise möglichst gut. Zumindest soll eine Alternative zu bekannten Möglichkeiten zur Messung von Normalspannungen geschaffen werden. requirements at all and at least better than previously known. In particular, all of the above-mentioned requirements should, if possible, be met together, and preferably as well as possible. At least an alternative to known options for measuring normal stresses should be created.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Normalspannungssensorsystem mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 , durch einen Normalspannungssensor mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 14 sowie durch eine Steuerungseinheit mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. The object is achieved according to the invention by a normal voltage sensor system with the features according to patent claim 1, by a normal voltage sensor with the features according to patent claim 14 and by a control unit with the features according to patent claim 15. Advantageous further developments are described in the subclaims.

Somit betrifft die Erfindung ein Normalspannungssensorsystem mit wenigstens einem Normalspannungssensor mit einem ersten Träger mit einem Resonator mit einer Eigenfrequenz, welche von einer zu erfassenden mechanischen Normalspannung, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen linear, abhängig ist, mit einem zweiten Träger, welcher zum ersten Träger entlang einer Längsachse beabstandet ist, und mit einem, vorzugsweise entlang der Längsachse kompressiblen, Verbindungselement, welches den ersten Träger und den zweiten Träger entlang der Längsachse zueinander beabstandet miteinander verbindet, wobei der Resonator entlang der Längsachse durch einen Luftspalt des Maßes gegenüber dem zweiten Träger beabstandet ist und wobei der Resonator ausgebildet ist, so dass auf das Verbindungselement wirkende mechanische Normalspannungen die Eigenfrequenzen des Resonators verändern, und mit wenigstens einer Steuerungseinheit, welche ausgebildet ist, den Resonator des Normalspannungssensors zu Schwingungen in dessen Eigenfrequenzen anzuregen und dessen Schwingungen zu erfassen, wobei die Steuerungseinheit ferner ausgebildet ist, aus den erfassten Schwingungen des Resonators die mechanischen Normalspannungen zu bestimmen. The invention thus relates to a normal voltage sensor system with at least one normal voltage sensor with a first carrier with a resonator with a natural frequency which is dependent on a mechanical normal voltage to be detected, preferably at least substantially linearly, with a second carrier which is connected to the first carrier along a longitudinal axis is spaced apart, and with a connecting element, preferably compressible along the longitudinal axis, which connects the first carrier and the second carrier at a distance from one another along the longitudinal axis, the resonator being spaced apart along the longitudinal axis by an air gap of the dimension relative to the second carrier and wherein the resonator is designed so that mechanical normal stresses acting on the connecting element change the natural frequencies of the resonator, and with at least one control unit which is designed to excite the resonator of the normal voltage sensor to oscillate at its natural frequencies and to detect its oscillations, the control unit being further formed is to determine the mechanical normal stresses from the recorded vibrations of the resonator.

Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß anstelle einer symmetrischen Anordnung und vorzugsweise einer symmetrischen Streifenleitung eine unsymmetrische Anordnung und vorzugsweise eine unsymmetrische Streifenleitung verwendet, indem zwischen dem Resonator des ersten Trägers und dem zweiten Träger ein Luftspalt anstelle eines Dielektrikums verwendet wird. Hierdurch können die entsprechenden Nachteile wie zuvor beschrieben vermieden werden. In other words, according to the invention, instead of a symmetrical arrangement and preferably a symmetrical strip line, a asymmetrical arrangement and preferably an asymmetrical stripline is used by using an air gap instead of a dielectric between the resonator of the first carrier and the second carrier. This allows the corresponding disadvantages as described above to be avoided.

Hierdurch können die mechanischen Normalspannungen eines Resonators sensorisch erfasst werden. Der Resonator kann somit mechanische Normalspannungen in Form von Druckkräften und bzw. oder Zugkräften erfassen, indem die Kräfte das Schwingungsverhalten des Resonators derart beeinflussen, dass das Schwingungsverhalten des Resonators charakteristisch für die wirkenden mechanischen Normalspannungen sein kann. Wird nun der Resonator zu Schwingungen angeregt sowie wird das Schwingungsverhalten des Resonators erfasst und ausgewertet, kann hierdurch auf die anliegenden mechanischen Normalspannungen geschlossen werden. Hierdurch können mechanische Normalspannungen kontinuierlich sensorisch erfasst werden. This allows the mechanical normal stresses of a resonator to be detected using sensors. The resonator can thus detect normal mechanical stresses in the form of compressive forces and/or tensile forces, in that the forces influence the oscillation behavior of the resonator in such a way that the oscillation behavior of the resonator can be characteristic of the acting mechanical normal stresses. If the resonator is now excited to oscillate and the oscillation behavior of the resonator is recorded and evaluated, conclusions can be drawn about the existing mechanical normal stresses. This allows normal mechanical stresses to be continuously detected using sensors.

Das Verbindungselement dabei kompressibel, beispielsweise aus einem elastomeren Material oder auch weichmetallisch, auszubilden kann die Empfindlichkeit der Sensorerfassung erhöhen, da mit derselben Kraft größere Änderungen des Maßes des Luftspalts bewirkt werden können. Making the connecting element compressible, for example made of an elastomeric material or even soft metal, can increase the sensitivity of the sensor detection, since larger changes in the dimension of the air gap can be brought about with the same force.

Vorteilhaft ist hierbei insbesondere, dass sich ein derartiger Resonator zum Beispiel durch Vulkanisation, durch Drucken oder durch Kleben einfach, schnell, positionsgenau und bzw. oder robust herstellen lassen kann. Auch kann ein derartiger Resonator vergleichsweise flach ausgebildet werden. Ferner kann ein derartiger Resonator bzw. ein entsprechender Normalspannungssensor als einfaches Bauteil vergleichsweise kostengünstig zur Verfügung gestellt werden. What is particularly advantageous here is that such a resonator can be produced easily, quickly, precisely in position and/or robustly, for example by vulcanization, printing or gluing. Such a resonator can also be made comparatively flat. Furthermore, such a resonator or a corresponding normal voltage sensor can be made available as a simple component comparatively inexpensively.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Resonator Bestandteil einerAccording to one aspect of the invention, the resonator is part of a

Mikrostreifenleitung. Unter einer Mikrostreifenleitung bzw. Streifenleitung (englisch microstrip) wird eine bestimmte Klasse elektrischer Wellenleiter für den Einsatz im Hochfrequenzbereich bezeichnet, welche aus einem oder mehreren dünnen, leitfähigen Streifen besteht, welche vorzugsweise auf einem Dielektrikum aufgebracht ist. Dies kann eine konkrete Möglichkeit der Umsetzung darstellen. Microstrip line. Under a microstrip line or strip line (English microstrip) refers to a specific class of electrical waveguides for use in the high frequency range, which consists of one or more thin, conductive strips, which are preferably applied to a dielectric. This can represent a concrete possibility of implementation.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist der Resonator des Normalspannungssensors als hochfrequenter Resonator ausgebildet. Unter einem hochfrequenten Resonator wird ein Resonator verstanden, welcher im Frequenzbereich hochfrequenter Schwingungen arbeiten kann. Hierunter werden Frequenzen im Bereich einer Frequenz von 1 bis 300 GHz verstanden. According to a further aspect, the resonator of the normal voltage sensor is designed as a high-frequency resonator. A high-frequency resonator is a resonator that can operate in the frequency range of high-frequency oscillations. This refers to frequencies in the range of 1 to 300 GHz.

Vorteilhaft ist hieran, dass derart hohe Frequenzen entsprechend kleine Wellenlängen aufweisen und somit der Resonator mit vergleichsweise kleinen Abmessungen realisiert werden kann. Auf diese Art und Weise kann der vergleichsweise kleine Resonator auch in einem sehr kleinen Normalspannungssensor integriert werden. The advantage of this is that such high frequencies have correspondingly small wavelengths and the resonator can therefore be realized with comparatively small dimensions. In this way, the comparatively small resonator can also be integrated into a very small normal voltage sensor.

Vorteilhaft ist hieran auch, dass aufgrund der hohen Frequenz keine Wechselwirkung zwischen dem elektromagnetischen Feld des Resonators und einem umgebenden Material selbst auftreten kann, welche sich negativ auf die Funktionsweise auswirken könnte. Another advantage of this is that due to the high frequency, no interaction can occur between the electromagnetic field of the resonator and a surrounding material itself, which could have a negative effect on the functionality.

Vorteilhaft ist hieran ferner, dass aufgrund seiner hohen Arbeitsfrequenz der Resonator sehr empfindlich für das Messwertsignal und damit auf Normalkraft bzw. auf Druck sein kann. Dies kann die Messempfindlichkeit erhöhen. Another advantage of this is that due to its high operating frequency, the resonator can be very sensitive to the measured value signal and thus to normal force or pressure. This can increase the measurement sensitivity.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist der Resonator des Normalspannungssensors elastisch, vorzugsweise als leitfähige Flüssigkeit, ausgebildet. Auf diese Art und Weise kann sich der Resonator den Bewegungen der Objekte, zwischen denen die Normalspannungen zu messen sind, flexibel anpassen und hierdurch die mechanische Normalspannungen vergleichsweise genau erfassen. Auch kann der Resonator bzw. der entsprechende Normalspannungssensor aufgrund seiner elastischen Bauweise wesentlich stärkeren Dehnungen folgen als starre Messwandler. According to a further aspect, the resonator of the normal voltage sensor is designed to be elastic, preferably as a conductive liquid. In this way, the resonator can flexibly adapt to the movements of the objects between which the normal stresses are to be measured and thereby record the mechanical normal stresses comparatively precisely. He can also Due to its elastic design, the resonator or the corresponding normal voltage sensor can follow significantly greater expansions than rigid transducers.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist der Resonator des Normalspannungssensors ringförmig um die Längsachse angeordnet. Dies kann eine möglichst gleichmäßige Anordnung des Resonators relativ zur Achse der zu erfassenden Normalspannungen entlang der Längsachse begünstigen und es ermöglichen, dass dieselben Normalspannungen gleichermäßig auf den Resonator wirken und somit von diesen gleichermaßen erfasst werden kann. According to a further aspect, the resonator of the normal voltage sensor is arranged in a ring around the longitudinal axis. This can promote the most uniform arrangement of the resonator relative to the axis of the normal voltages to be detected along the longitudinal axis and enable the same normal voltages to act equally on the resonator and thus to be detected equally by it.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist zwischen dem ersten Träger und dem Resonator des Normalspannungssensors ein, vorzugsweise elastisches, Dielektrikum, vorzugsweise als Bestandteil einer Mikrostreifenleitung, angeordnet ist. Dies kann eine einfache Möglichkeit darstellen, den Resonator mit den hier beschriebenen Eigenschaften und Vorteilen umzusetzen. Dabei das Dielektrikum des Normalspannungssensors elastisch auszubilden kann die Umsetzung der entsprechenden zuvor beschriebenen Eigenschaften auch seitens des Dielektrikums ermöglichen. According to a further aspect, a, preferably elastic, dielectric, preferably as a component of a microstrip line, is arranged between the first carrier and the resonator of the normal voltage sensor. This can be a simple way to implement the resonator with the properties and advantages described here. Making the dielectric of the normal voltage sensor elastic can also enable the dielectric to implement the corresponding properties described above.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist zwischen dem ersten Träger und dem Resonator des Normalspannungssensors ein erste elektrisch leitfähige Leiterschicht, vorzugsweise als erste Massefläche und bzw. oder als Bestandteil einer Mikrostreifenleitung, angeordnet. Auf diese Art und Weise liegt die Massefläche auf dem Bezugspotential für die elektrischen Feldlinien des elektromagnetischen Feldes. Das sorgt für definierte Verhältnisse in der Streifenleitung. Vorzugsweise weist die Massefläche ein Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit auf oder besteht sogar hieraus. According to a further aspect, a first electrically conductive conductor layer, preferably as a first ground surface and/or as a component of a microstrip line, is arranged between the first carrier and the resonator of the normal voltage sensor. In this way, the ground surface is at the reference potential for the electric field lines of the electromagnetic field. This ensures defined conditions in the strip line. The ground surface preferably has or even consists of a material with high electrical conductivity.

Gemäß einem weiteren Aspekt weist der zweite Träger eine zweite elektrisch leitfähige Leiterschicht, vorzugsweise als zweite Massefläche, auf. Hierdurch können die entsprechenden zuvor beschriebenen Eigenschaften und Vorteile auch auf den zweiten Träger angewendet werden. According to a further aspect, the second carrier has a second electrically conductive conductor layer, preferably as a second ground surface. Through this The corresponding properties and advantages described above can also be applied to the second carrier.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist bzw. sind der erste Träger und bzw. oder der zweite Träger als, vorzugsweise elastische, Trägerschicht, vorzugsweise als Trägerfolie, ausgebildet. Dies kann die Umsetzung, insbesondere als flexible Ausgestaltung, begünstigen. According to a further aspect, the first carrier and/or the second carrier is or are designed as a, preferably elastic, carrier layer, preferably as a carrier film. This can promote implementation, especially as a flexible design.

Gemäß einem weiteren Aspekt weist der erste Träger einen ersten elektrischen Isolator, vorzugsweise eine erste elektrisch isolierende Folie, und der zweite Träger einen zweiten elektrischen Isolator, vorzugsweise eine zweite elektrisch isolierende Folie, auf. Auf diese Art und Weise trennen die isolierenden Schichten das Bezugspotential von dem Undefinierten Potential des Metallkörpers, auf dem die Resonatoren montiert werden. According to a further aspect, the first carrier has a first electrical insulator, preferably a first electrically insulating film, and the second carrier has a second electrical insulator, preferably a second electrically insulating film. In this way, the insulating layers separate the reference potential from the undefined potential of the metal body on which the resonators are mounted.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist der Resonator des Normalspannungssensors sich flächig erstreckend ausgebildet, wobei der Resonator mit seiner flächigen Erstreckungsebene senkrecht zur Richtung der mechanischen Normalspannungen ausgereicht ist. Dies kann es ermöglichen, die Resonatoren mit einer ausreichenden länglichen Erstreckung bei gleichzeitig kompakter Bauform umzusetzen. Dies kann eine großflächige sensorische Erfassung der mechanischen Normalspannungen begünstigen, was die Qualität der sensorisch erfassten Werte verbessern kann. According to a further aspect, the resonator of the normal voltage sensor is designed to extend over a flat area, with the resonator being sufficient with its flat extension plane perpendicular to the direction of the mechanical normal stresses. This can make it possible to implement the resonators with a sufficient elongated extension while maintaining a compact design. This can promote large-scale sensory detection of the mechanical normal stresses, which can improve the quality of the sensory recorded values.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Steuerungseinheit ausgebildet, den Resonator des Normalspannungssensors mittels breitbandiger Impulse zu Schwingungen in dessen Eigenfrequenzen anzuregen, deren Impulsantworten zu erfassen und aus den erfassten Impulsantworten die mechanischen Normalspannungen zu bestimmen. Dies kann eine Betriebsweise darstellen, die Resonatoren zu Schwingungen in ihrer jeweiligen Eigenfrequenz anzuregen und die entsprechenden Signale der Resonatoren zu erfassen bzw. zu empfangen. Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Steuerungseinheit ausgebildet, den Resonator des Normalspannungssensors kontinuierlich mit Schwingungen variabler Frequenz zu Schwingungen in dessen Eigenfrequenz anzuregen, dessen Schwingungen zu erfassen, aus der Resonanzfrequenz der erfassten Schwingungen die Übertragungsparametern zu bestimmen und aus den bestimmten Übertragungsparametern die mechanischen Normalspannungen zu bestimmen. Dies kann eine alternative Betriebsweise darstellen, den Resonator zu Schwingungen in seiner Eigenfrequenz anzuregen und die entsprechenden Signale der Resonatoren zu erfassen bzw. zu empfangen. According to a further aspect, the control unit is designed to stimulate the resonator of the normal voltage sensor to oscillate at its natural frequencies using broadband pulses, to detect their impulse responses and to determine the mechanical normal voltages from the detected impulse responses. This can represent an operating mode of exciting the resonators to oscillate at their respective natural frequency and detecting or receiving the corresponding signals from the resonators. According to a further aspect, the control unit is designed to continuously excite the resonator of the normal voltage sensor with oscillations of variable frequency to oscillate at its natural frequency, to detect its oscillations, to determine the transmission parameters from the resonance frequency of the detected oscillations and to determine the mechanical normal stresses from the determined transmission parameters . This can represent an alternative mode of operation, exciting the resonator to oscillate at its natural frequency and detecting or receiving the corresponding signals from the resonators.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Normalspannungssensor zur Verwendung in einem Normalspannungssensorsystem wie zuvor beschrieben. Hierdurch kann ein Normalspannungssensor zur Verfügung gestellt werden, um ein Normalspannungssensorsystem wie zuvor beschrieben umzusetzen und dessen Eigenschaften und Vorteile zu nutzen. The present invention also relates to a normal voltage sensor for use in a normal voltage sensor system as described above. In this way, a normal voltage sensor can be provided in order to implement a normal voltage sensor system as described above and to use its properties and advantages.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Steuerungseinheit zur Verwendung in einem Normalspannungssensorsystem wie zuvor beschrieben. Hierdurch kann eine Steuerungseinheit geschaffen werden, um die zuvor beschriebene Vorrichtung zu realisieren und dessen Eigenschaften und Vorteile nutzen zu können. Auch kann die Steuerungseinheit universell verwendet werden, z.B. für ähnliche Vorrichtungen bzw. Mess-Systeme, bei entsprechender Anpassung der softwareseitigen Umsetzung der zuvor beschriebenen Funktionen auf den jeweiligen Anwendungsfall. The present invention also relates to a control unit for use in a normal voltage sensor system as described above. In this way, a control unit can be created in order to implement the previously described device and to be able to use its properties and advantages. The control unit can also be used universally, e.g. for similar devices or measuring systems, with the software implementation of the previously described functions being adapted accordingly to the respective application.

Erfindungsgemäße Normalspannungssensorsysteme können insbesondere bei elastomeren Bauteilen wie beispielsweise Riemen, Luftfedern, Schläuchen, Gurten, Lagern etc. sowie in der Messtechnik allgemein eingesetzt werden. Ein Ausführungsbeispiel und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit der folgenden Figur erläutert. Darin zeigt: Normal tension sensor systems according to the invention can be used in particular in elastomeric components such as belts, air springs, hoses, belts, bearings, etc. and in measurement technology in general. An exemplary embodiment and further advantages of the invention are explained below in connection with the following figure. It shows:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Normalspannungssensors entlang der Längsachse. Fig. 1 is a schematic sectional view of a normal voltage sensor according to the invention along the longitudinal axis.

Die Beschreibung der o.g. Figur erfolgt in zylindrischen Koordinaten mit einer Längsachse X, einer zur Längsachse X senkrecht ausgerichteten radialen Richtung (nicht dargestellt) sowie einer um die Längsachse X um laufenden Umfangsrichtung (nicht dargestellt). Die Längsachse X, die radiale Richtung und die Umfangsrichtung können gemeinsam auch als Raumrichtungen bzw. als zylindrische Raumrichtungen bezeichnet werden. The above-mentioned figure is described in cylindrical coordinates with a longitudinal axis X, a radial direction (not shown) oriented perpendicular to the longitudinal axis The longitudinal axis X, the radial direction and the circumferential direction can also be referred to collectively as spatial directions or as cylindrical spatial directions.

Ein erfindungsgemäßer Normalspannungssensor 1 weist entlang der Längsachse X einen ersten Träger 10a und einen zweiten Träger 10b auf, welche entlang der Längsachse X zueinander beabstandet sind. Der erste Träger 10a ist als erste Trägerschicht 10a bzw. als erste Trägerfolie 10a und der zweite Träger 10b als zweite Trägerschicht 10b bzw. als zweite Trägerfolie 10b ausgebildet. Beide Träger 10a, 10b sind feststehend mit einem kompressiblen Verbindungelement 11 entlang der Längsachse X miteinander verbunden. A normal voltage sensor 1 according to the invention has a first carrier 10a and a second carrier 10b along the longitudinal axis X, which are spaced apart from one another along the longitudinal axis X. The first carrier 10a is designed as a first carrier layer 10a or as a first carrier film 10a and the second carrier 10b as a second carrier layer 10b or as a second carrier film 10b. Both carriers 10a, 10b are fixedly connected to one another with a compressible connecting element 11 along the longitudinal axis X.

Einander entlang der Längsachse X zugewandt ist ein erster elektrischer Isolator 12a in Form einer ersten elektrisch isolierenden Folie 12a auf dem ersten Träger 10a und ein zweiter elektrischer Isolator 12b in Form einer zweiten elektrisch isolierenden Folie 12b auf dem zweiten Träger 10b angeordnet. Facing each other along the longitudinal axis

Auf dem ersten elektrischen Isolator 12a ist eine Mikrostreifenleitung 13 angeordnet, welche entlang der Längsachse X dem zweiten elektrischen Isolator 12b zugewandt ist. Die Mikrostreifenleitung 13 weist, vom ersten elektrischen Isolator 12a ausgehend, in dieser Reihenfolge entlang der Längsachse X eine erste elektrisch leitfähige Leiterschicht 13a in Form einer ersten Masseflächei 3a, ein flexibles Dielektrikum 13b und einen Resonator 13c auf. Der Resonator 13c ist mittels gedruckter elektrisch leitfähiger Tinte ausgebildet. Entlang der Längsachse X ist dem Resonator 13c gegenüberliegend eine zweite elektrisch leitfähige Leiterschicht 15 in Form einer zweiten Massefläche 15 angeordnet. Der Resonator 13c und die zweite Massefläche 15 sind entlang der Längsachse X durch einen Luftspalt 14 mit einem Maß A zueinander beabstandet. A microstrip line 13 is arranged on the first electrical insulator 12a, which faces the second electrical insulator 12b along the longitudinal axis X. Starting from the first electrical insulator 12a, the microstrip line 13 has, in this order along the longitudinal axis X, a first electrically conductive conductor layer 13a in the form of a first ground surface 3a, a flexible dielectric 13b and a resonator 13c. The resonator 13c is formed using printed electrically conductive ink. A second electrically conductive conductor layer 15 in the form of a second ground surface 15 is arranged opposite the resonator 13c along the longitudinal axis X. The resonator 13c and the second ground surface 15 are spaced apart from one another along the longitudinal axis X by an air gap 14 with a dimension A.

Der Normalspannungssensor 1 bildet gemeinsam mit einer Steuerungseinheit (nicht dargestellt) ein Normalspannungssensorsystem. Seitens der Steuerungseinheit kann der Resonator 13a des Normalspannungssensors 1 mittels eines elektrischen Wechselfelds bzw. dessen Feldlinien E zu Schwingungen in der jeweiligen Eigenfrequenz angeregt und diese Schwingungen seitens der Steuerungseinheit 1 erfasst werden. Aus den erfassten Schwingungen des Resonators 13a kann die Steuerungseinheit die mechanischen Normalspannungen F entlang der Längsachse X bestimmen. The normal voltage sensor 1, together with a control unit (not shown), forms a normal voltage sensor system. On the part of the control unit, the resonator 13a of the normal voltage sensor 1 can be excited to oscillate at the respective natural frequency by means of an alternating electrical field or its field lines E and these oscillations can be detected by the control unit 1. The control unit can determine the mechanical normal stresses F along the longitudinal axis X from the detected vibrations of the resonator 13a.

Wird somit, mit anderen Worten, das Maß A des Luftspalts 14 als Abstand zwischen der zweiten Massefläche 14 und dem Resonator 13adurch die einwirkende Normalspannung F verringert, so wirkt sich dies auf die Eigenfrequenz des Resonators 13a aus, d.h. die Eigenfrequenz wird verstimmt. Dies kann seitens der Steuerungseinheit erfasst bzw. erkannt und hieraus die anliegende mechanische Normalspannung F entlang der Längsachse X bestimmt werden. In other words, if the dimension A of the air gap 14 as the distance between the second ground surface 14 and the resonator 13a is reduced by the acting normal voltage F, this has an effect on the natural frequency of the resonator 13a, ie the natural frequency is detuned. This can be detected or recognized by the control unit and the applied mechanical normal stress F along the longitudinal axis X can be determined from this.

Bezugszeichenliste (Teil der Beschreibung) List of reference symbols (part of the description)

A Maß des Luftspalts 14 A Dimension of the air gap 14

E Feldlinien des elektrischen Wechselfelds E field lines of the alternating electric field

F mechanische Normalspannungen entlang der Längsachse XF mechanical normal stresses along the longitudinal axis X

X Längsachse X longitudinal axis

I Normalspannungssensor I Normal voltage sensor

10a erster Träger; erste Trägerschicht; erste Trägerfolie 10a first carrier; first carrier layer; first carrier film

10b zweiter Träger; zweite Trägerschicht; zweite Trägerfolie10b second carrier; second carrier layer; second carrier film

I I (kompressibles) Verbindungelement I I (compressible) connecting element

12a erster elektrischer Isolator; erste elektrisch isolierende Folie12a first electrical insulator; first electrically insulating film

12b zweiter elektrischer Isolator; zweite elektrisch isolierende Folie12b second electrical insulator; second electrically insulating film

13 Mikrostreifenleitung 13 microstrip line

13a erste elektrisch leitfähig Leiterschicht; erste Massefläche13a first electrically conductive conductor layer; first ground plane

13b Dielektrikum 13b dielectric

13c Resonator 13c resonator

14 Luftspalt 14 air gap

15 zweite elektrisch leitfähig Leiterschicht; zweite Massefläche 15 second electrically conductive conductor layer; second ground plane

Claims

Patentansprüche Patent claims

1. Normalspannungssensorsystem mit wenigstens einem Normalspannungssensor (1 ) mit einem ersten Träger (10a) mit einem Resonator (13c) mit einer Eigenfrequenz, welche von einer zu erfassenden mechanischen Normalspannung, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen linear, abhängig ist, mit einem zweiten Träger (10b), welcher zum ersten Träger (10a) entlang einer Längsachse (X) beabstandet ist, und mit einem, vorzugsweise entlang der Längsachse (X) kompressiblen, Verbindungselement (11 ), welches den ersten Träger (10a) und den zweiten Träger (10b) entlang der Längsachse (X) zueinander beabstandet miteinander verbindet, wobei der Resonator (13c) entlang der Längsachse (X) durch einen Luftspalt (14) des Maßes (A) gegenüber dem zweiten Träger (10b) beabstandet ist und wobei der Resonator (13c) ausgebildet ist, so dass auf das Verbindungselement (11 ) wirkende mechanische Normalspannungen (F) die Eigenfrequenzen des Resonators (13c) verändern, und mit wenigstens einer Steuerungseinheit, welche ausgebildet ist, den Resonator (13c) des Normalspannungssensors (1 ) zu Schwingungen in dessen Eigenfrequenzen anzuregen und dessen Schwingungen zu erfassen, wobei die Steuerungseinheit ferner ausgebildet ist, aus den erfassten Schwingungen des Resonators (13c) die mechanischen Normalspannungen (F) zu bestimmen. 1. Normal voltage sensor system with at least one normal voltage sensor (1) with a first carrier (10a) with a resonator (13c) with a natural frequency which is dependent on a mechanical normal voltage to be detected, preferably at least substantially linearly, with a second carrier (10b ), which is spaced from the first carrier (10a) along a longitudinal axis (X), and with a connecting element (11), which is preferably compressible along the longitudinal axis (X), which connects the first carrier (10a) and the second carrier (10b). spaced apart from one another along the longitudinal axis (X), the resonator (13c) being spaced apart from the second carrier (10b) along the longitudinal axis (X) by an air gap (14) of dimension (A) and wherein the resonator (13c) is designed so that mechanical normal stresses (F) acting on the connecting element (11) change the natural frequencies of the resonator (13c), and with at least one control unit which is designed to cause the resonator (13c) of the normal voltage sensor (1) to oscillate in it To excite natural frequencies and to detect its oscillations, the control unit being further designed to determine the mechanical normal stresses (F) from the detected oscillations of the resonator (13c).

2. Normalspannungssensorsystem nach Anspruch 1 , wobei der Resonator (13c) Bestandteil einer Mikrostreifenleitung (13) ist. 3. Normalspannungssensorsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Resonator (13c) des Normalspannungssensors (1 ) als hochfrequenter Resonator (13c) ausgebildet ist. 2. Normal voltage sensor system according to claim 1, wherein the resonator (13c) is part of a microstrip line (13). 3. Normal voltage sensor system according to claim 1 or 2, wherein the resonator (13c) of the normal voltage sensor (1) is designed as a high-frequency resonator (13c).

4. Normalspannungssensorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Resonator (13c) des Normalspannungssensors (1 ) elastisch, vorzugsweise als leitfähige Flüssigkeit, ausgebildet ist. 4. Normal voltage sensor system according to one of the preceding claims, wherein the resonator (13c) of the normal voltage sensor (1) is designed to be elastic, preferably as a conductive liquid.

5. Normalspannungssensorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Resonator (13c) des Normalspannungssensors (1 ) ringförmig um die Längsachse (X) angeordnet ist. 5. Normal voltage sensor system according to one of the preceding claims, wherein the resonator (13c) of the normal voltage sensor (1) is arranged in a ring around the longitudinal axis (X).

6. Normalspannungssensorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zwischen dem ersten Träger (10a) und dem Resonator (13c) des Normalspannungssensors (1 ) ein, vorzugsweise elastisches, Dielektrikum (13b), vorzugsweise als Bestandteil einer Mikrostreifenleitung (13), angeordnet ist. 6. Normal voltage sensor system according to one of the preceding claims, wherein a, preferably elastic, dielectric (13b), preferably as part of a microstrip line (13), is arranged between the first carrier (10a) and the resonator (13c) of the normal voltage sensor (1).

7. Normalspannungssensorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zwischen dem ersten Träger (10a) und dem Resonator (13c) des Normalspannungssensors (1 ) ein erste elektrisch leitfähige Leiterschicht (13a), vorzugsweise als erste Massefläche (13a) und/oder als Bestandteil einer Mikrostreifenleitung (13), angeordnet ist. 7. Normal voltage sensor system according to one of the preceding claims, wherein between the first carrier (10a) and the resonator (13c) of the normal voltage sensor (1) a first electrically conductive conductor layer (13a), preferably as a first ground surface (13a) and / or as part of a Microstrip line (13) is arranged.

8. Normalspannungssensorsystem nach Anspruch 7, wobei der zweite Träger (10b) eine zweite elektrisch leitfähige Leiterschicht (15), vorzugsweise als zweite Massefläche (15), aufweist. 8. Normal voltage sensor system according to claim 7, wherein the second carrier (10b) has a second electrically conductive conductor layer (15), preferably as a second ground surface (15).

9. Normalspannungssensorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Träger (10a) und/oder der zweite Träger (10b) als, vorzugsweise elastische, Trägerschicht (10a, 10b), vorzugsweise als Trägerfolie (10a, 10b), ausgebildet ist/sind. Normalspannungssensorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Träger (10a) einen ersten elektrischen Isolator (12a), vorzugsweise eine erste elektrisch isolierende Folie (12a), und wobei der zweite Träger (10b) einen zweiten elektrischen Isolator (12a), vorzugsweise eine zweite elektrisch isolierende Folie (12a), aufweist. Normalspannungssensorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Resonator (13c) des Normalspannungssensors (1 ) sich flächig erstreckend ausgebildet ist, wobei der Resonator (13c) mit seiner flächigen Erstreckungsebene senkrecht zur Richtung der mechanischen Normalspannungen (F) ausgereicht ist. Normalspannungssensorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, die Steuerungseinheit ausgebildet ist, den Resonator (13c) des Normalspannungssensors (1 ) mittels breitbandiger Impulse zu Schwingungen in dessen Eigenfrequenzen anzuregen, deren Impulsantworten zu erfassen und aus den erfassten Impulsantworten die mechanischen Normalspannungen (F) zu bestimmen. Normalspannungssensorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerungseinheit (2) ausgebildet ist, den Resonator (13c) des Normalspannungssensors (1 ) kontinuierlich mit Schwingungen variabler Frequenz zu Schwingungen in dessen Eigenfrequenz anzuregen, dessen Schwingungen zu erfassen, aus der Resonanzfrequenz der erfassten Schwingungen die Übertragungsparametern zu bestimmen und aus den bestimmten Übertragungsparametern die mechanischen Normalspannungen (F) zu bestimmen. 9. Normal voltage sensor system according to one of the preceding claims, wherein the first carrier (10a) and/or the second carrier (10b) is/are designed as a, preferably elastic, carrier layer (10a, 10b), preferably as a carrier film (10a, 10b). Normal voltage sensor system according to one of the preceding claims, wherein the first carrier (10a) has a first electrical insulator (12a), preferably a first electrically insulating film (12a), and wherein the second carrier (10b) has a second electrical insulator (12a), preferably a second electrically insulating film (12a). Normal voltage sensor system according to one of the preceding claims, wherein the resonator (13c) of the normal voltage sensor (1) is designed to extend flatly, the resonator (13c) being sufficient with its flat plane of extension perpendicular to the direction of the mechanical normal stresses (F). Normal voltage sensor system according to one of the preceding claims, the control unit is designed to stimulate the resonator (13c) of the normal voltage sensor (1) to oscillate at its natural frequencies by means of broadband pulses, to record their impulse responses and to determine the mechanical normal voltages (F) from the detected impulse responses. Normal voltage sensor system according to one of the preceding claims, wherein the control unit (2) is designed to continuously stimulate the resonator (13c) of the normal voltage sensor (1) with oscillations of variable frequency to oscillate in its natural frequency, to detect its oscillations from the resonance frequency of the detected oscillations To determine transmission parameters and to determine the mechanical normal stresses (F) from the specific transmission parameters.

14. Normalspannungssensor (1 ) zur Verwendung in einem Normalspannungssensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13. 15. Steuerungseinheit zur Verwendung in einem Normalspannungssensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13. 14. Normal voltage sensor (1) for use in a normal voltage sensor system according to one of claims 1 to 13. 15. Control unit for use in a normal voltage sensor system according to one of claims 1 to 13.