Bedeu­tung der Anla­ge­kan­te bei zwei­di­men­sio­na­ler Neigungsmessung

Jeder Sen­sor der GEMAC Chem­nitz wird werk­sei­tig kali­briert. Dabei wird auch die Lage der Ach­sen inner­halb des Sen­sors (Abbil­dung 1) festgelegt.

Sensorachsen am Beispiel GEMAC Motus

Abbil­dung 1: Sen­sor­ach­sen am Bei­spiel GEMAC Motus®

Jeder Sen­sor hat eine Anla­ge­kan­te. Zu die­se Außen­kan­te des Sen­sors ist eine Ach­se par­al­lel, die ande­re ortho­go­nal dazu aus­ge­rich­tet (Abbil­dung 2).

Position der Achsen in Relation zur Anlagekante

Abbil­dung 2: Posi­ti­on der Ach­sen in Rela­ti­on zur Anlagekante

In der Appli­ka­ti­on ist dar­auf zu ach­ten, dass die zu bestim­men­de Nei­gung auch genau die­sen Mes­sach­sen ent­spricht. GEMAC Chem­nitz emp­fiehlt dies in der Anwen­dung über eine Anla­ge­kan­te sicher­zu­stel­len. Eine Dre­hung um die Z-Ach­se bewirkt einen Messfehler.

Am offen­sicht­lichs­ten wird das Pro­blem bei einer Dre­hung um 90°. Soll die Nei­gung auf der X-Ach­se gemes­sen wer­den, zeigt der Sen­sor die Nei­gung auf der Y-Ach­se an und umgekehrt.

In fol­gen­dem Bei­spiel soll ein GEMAC Motus® eine Nei­gung mes­sen. Die Rich­tung der zu mes­sen­den Nei­gungs­ach­se ist in der Anwen­dung nicht über eine Anla­ge­kan­te, son­dern über vier exakt gefer­tig­te Anschraub­punk­te defi­niert. Die Anschrau­b­lö­cher des Sen­sors haben einen Durch­mes­ser von 5,8 mm. Der Sen­sor soll laut Hand­buch mit M5-Schrau­ben befes­tigt wer­den. Dadurch ergibt sich eine theo­re­tisch mög­li­che Schief­stel­lung von 0,5° (Abbil­dung 3). Lie­gen die Anschraub­punk­te nicht exakt in der gewünsch­ten Mess­rich­tung, kom­men wei­te­re Feh­ler hinzu.

Durch Spiel in den Anschraubpunkten mögliche Verdrehung eines GEMAC Motus

Im Bei­spiel wird nur die X-Ach­se geneigt, die Y-Ach­se bleibt bei 0°. Die fol­gen­den Tabel­len zei­gen, dass die Schief­stel­lung vor allem die Anzei­ge der unge­neig­ten Y-Ach­se verfälscht. 

Soll­win­kel der X-Achse [°] 0,00 1,00 5,00 10,00 30,00 45,00 60,00 80,00 90,00
Anzei­ge­win­kel X-Achse [°] 0,00 1,00 5,00 10,00 30,00 45,00 60,00 80,00 90,00
Anzei­ge­win­kel Y-Achse [°] 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Tabel­le 1: Schief­stel­lung 0° 

Soll­win­kel der X-Achse [°] 0,00 1,00 5,00 10,00 30,00 45,00 60,00 80,00 90,00
Anzei­ge­win­kel X-Achse [°] 0,00 1,00 5,00 10,00 30,00 45,00 60,00 80,00 89,90
Anzei­ge­win­kel Y-Achse [°] 0,00 0,00 0,01 0,02 0,05 0,07 0,09 0,10 0,10

Tabel­le 2: Schief­stel­lung 0,1°

Soll­win­kel der X-Achse [°] 0,00 1,00 5,00 10,00 30,00 45,00 60,00 80,00 90,00
Anzei­ge­win­kel X-Achse [°] 0,00 1,00 5,00 10,00 30,00 45,00 60,00 79,99 89,50
Anzei­ge­win­kel Y-Achse [°] 0,00 0,01 0,04 0,09 0,25 0,35 0,43 0,49 0,50

Tabel­le 3: Schief­stel­lung 0,5°

Soll­win­kel der X-Achse [°] 0,00 1,00 5,00 10,00 30,00 45,00 60,00 80,00 90,00
Anzei­ge­win­kel X-Achse [°] 0,00 1,00 5,00 10,00 29,99 44,99 59,98 79,95 89,00
Anzei­ge­win­kel Y-Achse [°] 0,00 0,02 0,09 0,17 0,50 0,71 0,87 0,98 1,00

Tabel­le 4: Schief­stel­lung 1° 

Soll­win­kel der X-Achse [°] 0,00 1,00 5,00 10,00 30,00 45,00 60,00 80,00 90,00
Anzei­ge­win­kel X-Achse [°] 0,00 1,00 4,98 9,96 29,87 44,78 59,62 78,83 85,00
Anzei­ge­win­kel Y-Achse [°] 0,00 0,09 0,44 0,87 2,50 3,53 4,33 4,92 5,00

Tabel­le 5: Schief­stel­lung 5°