Positionsmessung 2

• Anwendungen von Positionsmesssystemen


  • Roboter
  • Papier Produktion
  • Transportsysteme (in Apotheken)
• Klassifizierung der häufigsten Positionsmessung

  • Geradlinige -> analog -> Differentialtrasnportpotentiometer -> absolut
  • Geradlinige -> digital -> Klassensaal -> inkrementell oder absolut
  • Kreisförmig -> digital -> Klassensaal -> inkrementell oder absolut
  • Kreisförmig -> analog -> Potentiometer -> absolut oder zyklisch absolut
  • Kreisförmig -> analog -> Resolver -> zyklisch absolut
• Linearer variabler Differentialtransformator


  • Wandelt Distanz in Spannung um
  • Besteht aus Primärspule (an Hochfrequenz-Wechselspannung angeschlossen) und zwei Sekundärspule
  • Wechselstrom (AC) fließt durch die Primärspule und erzeugt ein Magnetfeld
  • Durch die Bewegung des Kerns wird das Magnetfeld auf eine Sekundärspule übertragen und so wird Spannung induziert
• Resolver für Rotations


  • Besteht aus zwei Statorspulen (bewegt sich nicht) und einer Rotorspule (bewegt sich)
  • Rotorspule wird mit einer Wechselspannung versorgt -> mit Bürsten oder elektromagnetische Induktion
  • Drehgrad soll gemessen werden
  • Durch die Bewegung des Magnetfeldes wird eine Spannung in den Statorspulen erzeugt
• Potentiometer/Spannungsteiler (zyklisch absolut)


  • Potentiometer besteht aus Widerstand und Schleifer
  • Die Spannungsversorgung beträgt in der Regel 10V
  • Werden für rotatorischen und linearen Positionsmessung eingesetzt
  • Berechnung mit Teilspannungen für den Weg
  • Vorteil: Kostengünstig
  • Nachteil: Verschleiß des Mahlwerks
• Rotation


  • Klimaanlage im Auto
  • Radio
  • Mikrowelle
• Translation


  • Regler beim Dj Pult
• Glasmaßstab (inkrementell) (Translatorisch)


  • Inkrementell = relative Position kann erfasst werden aber keine Position-> deshalb wird ein Referenzpunkt benötigt
  • Genauigkeit hängt von der Teilungsscala ab
  • Beim Durchgang des Lichtstrahls durch den Maßstab wird eine Fotodiode aktiviert und ermöglicht einen Stromfluss
  • Um den Weg zu berechnen, wird die Anzahl der gemessenen Impulse mal der Auflösung der Scala gerechnet -> die Richtung kann nicht angegeben werden

  
• Beispiel


  • 3D-Drucker
• Glasmaßstab (inkrementell) (Rotation)


  • Digitales verfahren
  • Gleiches Prinzip wie Translatorischem Glasmassstab
  • Indirekte Messung = Rotativen Methode
  • Von einem Punkt bis zum nächsten wird gemessen
  • Vorteile: Hohe Auflösung ist gegeben
  • Nachteile: - Eine Abweichung in der Steigung der Spindel führt zu einem Messfehler
  • -Ein Spiel im Schlitten führt zu Messfehlern
  • Ungenau Spiel zwischen Spindel und Mutter wird mitgemessen, obwohl sich der Schlitten nicht bewegt
• Glasmaßstab (optisch absolut)


  • Jeder Position ist ein digitaler Wert zugeordnet
  • Beim Einschalten der Maschine wird die absolute Position jeder Achse ausgegeben
  • Ausgabe So viel Bit wie Spuren
  • Werkzeugmaschinen verwenden einen 16-stelligen Code (0-1023) für Genauigkeit
  • Binär Code = Zwei Bedingungen 1 & 0
  • Jeder Wert wird mit dem Wert der zugehörigen Spur multipliziert
  • Nachteil: immer, wenn sich mehr als ein Bit ändert kann es zu Fehlinterpretationen kommen
  • Vorteil: Es wird kein Referenzpunkt benötigt
• Grey Code


  • Nur ein Bit ändert sich von Schritt zu Schritt
  • Vorteil vom Grey Code: Fehlinterpretationen werden vermieden
• Multiturn-Encoder


  • Gibt es nie allein
  • Kann sich nur einmal um 360° drehen
  • Besteht aus zwei Singleturn-Encoder mit einem dazwischengelegenen Getriebe
  • Dreht sich die erste Scheibe (Links) dreht sich die zweite Scheibe (rechts) um 1/1000
  • Gibt 100 000 Werte aus