Dr. Wehrhahn Meßsysteme, Hildesheimer Straße 140, D-30173 Hannover

Dickenmesssystem mit digitaler, berührender Messwerterfassung
O-2501
DMS-O-2501
Das Dickenmesssystem besteht aus einem oder zwei Messköpfen — je nachdem, ob gegen eine Referenz oder absolut gemessen werden soll —, einer Auswerteeinheit und einer mechanischen Aufnahme, die als C-Bügel (C-2501), O-Rahmen (O-2501) oder traversierendes System ausgeführt sein kann.
Das Messprinzip entspricht im Wesentlichen der Wegerfassung bei einem Winkelencoder. Als Referenzmaßstab dient ein Quarzglaskörper mit aufgedampfter Strichgitterteilung. Die absolute Teilungsgenauigkeit beträgt bei 50mm Messweg 0,25µm, was der unmittelbaren internen Auflösung des Systems entspricht.
Durch eine optoelektronische Abtastung des Strichgitters mit 25kHz werden die Einzelmesswerte erzeugt und durch Differenzbildung zur Dicke verrechnet.
Die digitalen Messsysteme sind in die völlig gekapselten, hermetisch dichten Messköpfe integriert. Jeder Messkopf stellt eine in sich geschlossene Funktionseinheit dar und kann beliebig an unterschiedliche Messgestelle angebaut werden. Diese Flexibilität ermöglicht eine problemlose Erweiterung vorhandener Anlagen und gewährleistet einen leichten Service durch Austausch von kompletten Komponenten.
Für Mehrspurmessungen wird das Auswertegerät 6070 (C-2501) durch einen Industrie-PC ersetzt. Speziell bei der Langzeit-Datenerfassung und der visuellen Darstellung von Messwerten, Trendkurven und Statistiken (SPC) bieten sich hierdurch umfangreichere Möglichkeiten.
Zusammenfassend bietet die Digitaltechnik folgende Vorteile gegenüber analogen Messverfahren:

hohe Genauigkeit unabhängig vom Messbereich

hohe Störsicherheit

hohe Reproduzierbarkeit

keine Messwertverfälschung durch thermische Einflüsse (Drift)

sichere Signalübertragung über längere Strecken

hohe Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit

umfangreiche Selbstüberwachung

Das Messsystem DMS-O-2501 besteht im wesentlichen aus dem Messgestell mit taktilen Messköpfen sowie aus dem elektronischen Steuer- und Auswertegerät.

Funktionsweise des Messsystems

Das Messprinzip:

Als Referenzmaßstab dient ein Quarzglaskörper mit aufgedampfter Strichgitterteilung. Die absolute Teilungsgenauigkeit für einen Messbereich z.B. von 0 bis 50 mm beträgt mindestens 0,00025 mm. Dies entspricht unmittelbar der internen Messgenauigkeit eines Messkopfes. Der Wärmeausdehnungskoeffizient dieses Quarzglas-Referenzkörpers ist um mehr als Faktor 20 niedriger als der von Metall. Dies bedeutet, dass unvermeidbare Temperaturschwankungen das Messergebnis im gleichen Maße weniger negativ beeinflussen als bei Messsystemen, die mit metallischen Referenzelementen (analoge Messeinrichtung) arbeiten.

Durch die optoelektronische Abtastung des Strichgitters mit einer Abtastfrequenz bis zu 25 kHz werden die Einzelmesswerte erzeugt. Der endgültige Messwert entsteht durch Differenzbildung von Einzelmesswerten der zugehörigen Messköpfe.

Das Messgestell:

Als Grundgestell dient ein massiver Metallrahmen. Die lichte Durchlassbreite des Messrahmens kann der jeweiligen Messgutbreite angepasst werden. Am Messrahmen sind Flächen zum Anbau von Bandführungen unterschiedlichster Art vorhanden.

Die Messköpfe:

Die pneumatisch angetriebenen Messköpfe sind in den Messrahmen integriert und somit gegen mechanische Einflüsse weitestgehend geschützt.

Bei durchlaufendem Messgut werden als Taster gehärtete und geschliffene Präzisionsmessrollen verwendet. Die Lauffläche der Messrollen wird je nach Oberflächenbeschaffenheit des Messgutes ausgeführt (z.B. ballige oder zylindrische Lauffläche).

Mit einer Verstellmöglichkeit des Luftdruckes am Auswertegerät kann die Messkraft verändert und an das Messgut angepasst werden.

Nach jedem Messvorgang wird das Gerät automatisch neu kalibriert, indem die Messtaster unmittelbar aufeinandergesetzt und genullt werden. Hierdurch ist eine hohe Messsicherheit und Genauigkeit gewährleistet. Langzeitverschleiß und thermische Verformungen werden vollständig ausgeglichen. Jeder Messvorgang startet aus der aktuellen Nullposition.

Design: Karsten Knott, Liliencronstraße 3, D-30177 Hannover, email: k.knott@t-online.de