Photoelastischer Kraftsensor mit Proportionalverhalten und gesteigerter Meßempfindlichkeit durch Resonanz und Miniaturisierung
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1994
|
| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschrittberichte VDI / 8]
377 |
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ZUSAMMENFASSUNG
1
2
EINLEITUNG........................................
3
2.1
STAND
DER
OPTISCHEN
KRAFTMESSTECHNIK..................................................3
2.2
BEGRUENDUNG
UND
ABGRENZUNG
DER
AUFGABENSTELLUNG................................7
3
SYSTEMTECHNIK
DES
PHOTOELASTISCHEN
KRAFTSENSORS.........................................9
3.1
DAS
PHOTOELASTISCHE
SENSORELEMENT....................................................9
3.1.1
DER
PHOTOEELASTISCHE
EFFEKT.....................................................9
3.1.2
WERKSTOFFAUSWAHL
FUER
DAS
SENSORELEMENT.............
11
3.1.3
WAHL
DER
FORM
DES
SENSORELEMENTES.......................................12
3.1.4
ERREICHBARE
MESSBANDBREITE
MIT
EINEM
RUNDEN
SENSORELEMENT...........13
3.2
OPTISCHER
AUFBAU
DES
SENSORS........................................................22
3.3
DIREKTE
SIGNALAUSWETTUNG
.............................................................28
3.4
SIGNALAUSWERTUNG
MIT
DIFFERENTIATOR...................
33
4
DER
PHASENMODULATOR.......................................................................35
4.1
ELEKTROOPTISCHER
PHASENMODULATOR
(EO-MODULATOR).....................
36
4.1.1
FUNKTIONSPRINZIP
DES
ELEKTROOPTISCHEN
PHASENMODULATORS...............36
4.1.2
TRANSVERSALER
EO-MODULATOR.................................................37
4.1.3
LONGITUDINALER
EO-MODULATOR...............................................38
4.1.4
ENTWICKELTER
EO-MODULATOR..................................................43
4.2
MAGNETOOPTISCHER
PHASENMODULATOR
(MO-MODULATOR)......................
46
4.2.1
FUNKTIONSPRINZIP
DES
MO-MODULATORS......................................46
4.2.2
REALISIERTER
MO-MODULATOR...................................................47
4.3
PHOTOELASTISCHER
PHASENMODULATOR
(PE-MODULATOR)................................51
4.3.1
FUNKTIONSPRINZIP
DES
PE-MODULATORS.......................................51
4.3.2
REALISIERTER
.
PE-MODULATOR....................................................52
4.4
SCHLUSSFOLGERUNG
AUS
DER
UNTERSUCHUNG
DER
MODULATORKONZEPTE.................55
5
RAUSCH-
UND
FEHLEREFFEKTE
IM
KRAFTSENSOR...............................................56
5.1
RAUSCHEFFEKTE...........................................................................56
5.1.1
RAUSCHEN
DER
LEISTUNGSDETEKTIONSSCHALTUNG...............................56
5.1.2
AUSLOESCHUNGSVERHAELTNIS......................................................62
5.1.3
LASERRAUSCHEN.................................................................62
5.1.4
ZEITINTERVALLRAUSCHEN
BEI
DIREKTER
SIGNALAUSWERTUNG......................63
5.1.5
ZEITINTERVALLRAUSCHEN
BEI
SIGNALAUSWERTUNG
MIT
DIFFERENTIATOR...........68
5.1.6
RAUSCHEN
DES
MESSZEITINTERVALLES,
VERURSACHT
DURCH
DIE
ANSTEUERUNG
DES
PHASENMODULATORS........................................71
-
V-
5.1.7
RAUSCHEN
DES
MESSZEITINTERVALLES,
VERURSACHT
DURCH
ERSCHUETTERUNGEN
DES
VERSUCHSAUFBAUS...................
73
5.2
DRIFTEFFEKTE..............................................................................74
5.3
FEHLEREFFEKTE
DURCH
AENDERUNG
DER
KRAFTRICHTUNG...................................
77
5.3.1
EIGENSCHAFTEN
EINES
RUNDEN
SENSORELEMENTES
BEI
GENEIGTER
BELASTUNG..........................
77
5.3.2
EIGENSCHAFTEN
DES
KRAFTSENSORS
BEI
GENEIGTER
BELASTUNG.................81
6
VERFAHREN
ZUR
STEIGERUNG
DER
MESSEMPFINDLICHKEIT.
.....................................87
6.1
VERSPIEGELTES
SENSORELEMENT........................
87
6.1.1
THEORIE
DES
VERSPIEGELTEN
SENSORELEMENTES................................87
6.1.2
NUMERISCHE
BERECHNUNGEN
ZUR
ANISOTROPIEVERSTAERKUNG................,_93
6.1.3
INTEGRATION
EINES
VERSPIEGELTEN
SENSORELEMENTES
IN
DEN
KRAFTSENSOR..........................................
....96
6.2
GLASFASER
ALS
SENSORELEMENT..........................................................97
6.2.1
INTEGRATION
DER
SENSORFASER
IN
DEN
KRAFTSENSOR............................97
6.2.2
ZU
ERWARTENDE
EMPFINDLICHKEIT
DER
SENSORFASER...........................102
6.2.3
EIGENSCHAFTEN
DER
UNBELASTETEN
FASER......................................103
6.2.4
EIGENSCHAFTEN
DER
FASER
BEI
BELASTUNG...................
105
7
EXPERIMENTELLE
UNTERSUCHUNGEN..........................................................107
7.1
EXPERIMENTIERAUFBAU..................................................................107
7.2
STATISCHE
KENNLINIEN..................................................................108
7.3
ERREICHTE
MESSAUFLOESUNG..............................................................111
7.4
DRIFTVERHALTEN............................*............................................113
7.5
DISKUSSION
DER
MESSERGEBNISSE......................................................119
8
AUSBLICK........................................................
122
8.1
ERWEITERUNG
DES
MESSUMFANGES
UM
DIE
KRAFTRICHTUNG............................122
8.1.1
METHODE
ZUR
ERMITTLUNG
VON
KRAFTBETRAG
UND
KRAFTNEIGUNG..........
122
8.1.2
DURCH
DIE
KRAFTNEIGUNG
VERURSACHTES
AUSLOESCHUNGSVERHAELTNIS
L......123
8.1.3
SIMULATIONSERGEBNISSE.......................................................124
8.1.4
SCHLUSSFOLGERUNG
AUS
DEN
UNTERSUCHUNGEN
ZUM
KRAFTSENSOR
MIT
GENEIGTER
BELASTUNG..........................................................127
8.2
MINIATURISIERUNG
DES
SENSORS........................................................127
8.3
AUFBAU
EINES
EINFACHEN
ZEITINTERVALL-ZAEHLERS.......................................128
8.4
MOEGLICHE
ANWENDUNGEN
DES
MESSPRINZIPS.........................................129
-VI-
9
ANHANG.......................................................................................130
9.1
ANHANG
1:
THEORETISCHE
BERECHNUNG
DER
VOM
DETEKTOR
GEMESSENEN
LEISTUNG
(GL.
(3.24)).................................................................130
9.2
ANHANG
2:
PHASENDIFFERENZ
DES
EO-MODULATOIS
BEI
VERKIPPUNG
(GL.
(4.4))........................................
132
9.3
ANHANG
3:
MECHANISCHER
SPANNUNGSZUSTAND
IN
DER
MITTE
EINES
RUNDEN
SENSORELEMENTES
BEI
GENEIGTER
BELASTUNG
(GL.
(5.32)
UND
(5.33)).............133
9.4
ANHANG
4:
TRANSMISSIONSVERHALTEN
DES
GESCHLOSSENEN
KREISES
(GL.
(6.5)).............................................................................140
9.5
ANHANG
5:
AUFSTELLUNG
DER
JONES
MATRIX
DES
OFFENEN
KREISES
MIT
BASISELEMENTEN
(GL.
(6.9))..........................................................141
9.6
ANHANG
6:
BERECHNUNG
DER
RESULTIERENDEN
ANISOTROPIEN
DES
RESONATORS
(GL.
(6.14))............................................................................142
10
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS....................................................................144
11
LITERATURVERZEICHNIS.........................................................................149
VORVEROEFFENTLICHUNGEN.......................................................................149
KAPITEL
2.......................................................................................149
KAPITEL
3.......................................................................................151
KAPITEL
4.......................................................................................153
KAPITEL
5............................................................................
154
KAPITEL
6.......................................................................................155
KAPITEL
7.......................................................................................156
KAPITEL
8.........................
156
-VII-
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| topic_facet | Kraftsensor Optische Messtechnik Photoelastizität Lasermesstechnik Hochschulschrift |
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