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Die Erfindung betrifft ein Sensorelement bzw. ein Verfahren zur Verformungsmessung.
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Die Verformungsmessung ist ein naheliegender Weg Kräfte, Verrücken, Momente o. ä zu erfassen. Die Messung von Kräften, Wegen und Drehmomenten gewinnt insbesondere bei der Steuerung von Kraftfahrzeugen immer stärkere Bedeutung, da man aus Kostengründen bestrebt ist, mechanische und hydraulische Systeme durch elektrische Stellglieder zu ersetzen. Im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik finden sich Beispiele für den Einsatz solcher elektrischer Stellglieder auf dem Gebiet der elektronischen Motorsteuerung, der Getriebesteuerung, der elektrischen Lenkkraftunterstützung und der elektrischen Bremsenbetätigung.
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Dabei werden direkte Stell- oder Regelgrößen für entsprechende Steuerungsaufgaben bei der Steuerung von Brennkraftmaschinen oder Antriebssträngen durch die Wandelung mechanischer Größen in elektrische Meßwerte gewonnen. Hier sind besonders Kraftsensoren für die Messung der Bremskraft oder Drehmomentsensoren zur Bestimmung des Lenkmomentes oder des Drehmomentes im Antriebsstrang von Interesse. Solche Kraftsensoren setzen in der Regel die Kraft in eine zu messende Verformung um.
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Es sind vielfältige Kraftsensoren bekannt, jedoch ist keiner bislang in der Lage, die vielfältigen Anforderungen, die sich insbesondere im Automobilbereich finden, zu erfüllen. Die bekannten Kraftsensoren verwirklichen entweder ein piezoresistives oder ein kapazitives Meßprinzip. Bei piezoresistiven Kraftsensoren wird die eine Verformung verursachende Kraft durch die Sensormechanik in eine Dehnung überführt, bei der ein piezoresistiver Widerstand gedehnt wird. Die Längenänderung des piezoresistiven Widerstandes führt zu einer Änderung seines Widerstandswertes, die geeignet ausgewertet wird und ein Maß für die Verformung und letztlich die Kraft darstellt. Bei kapazitiven Sensoren führt die Verformung zu einer Elektrodenverrückung, die dann über eine Änderung der wirksamen Elektrodenfläche oder eine Änderung der Elektrodenabstände zu einer Kapazitätsänderung führt, die wiederum ausgelesen und als Maß für die Verformung verwendet wird.
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EP 0 849 576 B1 beschreibt einen kapazitiven Sensor zur Messung der Bremskraft bei einem Kraftfahrzeug. Die Kraft führt zu einer Verformung des Sensorkörpers, woraus eine Änderung des Elektrodenabstandes folgt. Dies führt zu einer meßbaren Kapazitätsänderung. Dieser Sensor hat jedoch einen große Querempfindlichkeit gegen Temperaturänderungen, die die Elektrodenfläche verändern und damit das Meßsignal verfälschen. Darüber hinaus ist die Kennlinie dieses Sensors stark nichtlinear, und der Sensor empfindlich auf schiefe Krafteinleitung.
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EP 0 354 386 B1 beschreibt ebenfalls einen kapazitiven Sensor, der zur Messung von Drehmomenten im Antriebsstrang einer Brennkraftmaschine einsetzbar ist. Hier wird durch eine Torsionsdehnung der Elektrodenabstand geändert, was wiederum zu einer meßbaren Kapazitätsänderung führt. Auch dieser Sensor hat eine stark nichtlineare Kennlinie und ist stark temperaturempfindlich. Auch können Beschleunigungen eine Änderung des Elektrodenabstandes herbeiführen und somit das Meßsignal verfälschen. Ein Gehäuse für diesen Sensor ist in der
WO 98/274 10 der Anmelderin offenbart.
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Aus
EP 0 322 193 ist eine Waage bekannt, bei der über Kondensatoren das Gewicht gemessen wird. Ein elastischer Körper, in dem drei flache Elektroden als ein Kondensatorpaar angeordnet sind, ist mit einem Ende an einem Halter festgelegt und wird an seinem anderen Ende mit dem zu wiegenden Gewicht belastet.
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Zur Auswertung werden die Kondensatoren abwechselnd an einen Schwingkreis angeschlossen und deren Frequenz gemessen. Der Quotient aus Differenz der Frequenzen zur Summenfrequenz ist proportional zu dem gemessenen Gewicht.
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Aus
DE 35 16 162 ist eine Auswerteelektronik für Differentialkondensatoren zur Verwendung in Sensoren bekannt. Bei der Auswerteelektronik wird der Gleichspannungsanteil eines pulsbreitenmodulierten Rechtecksignals bestimmt. Diese Größe ist proportional zur Verschiebung von zwei entsprechend angeschlossenen Kondensatorplatten gegenüber einer dritten Kondensatorelektrode.
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Aus
US 4,572,006 ist ein Meßumwandler bekannt, bei dem der Quotient der Kapazitäten gemessen wird.
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Bislang sind also keine tauglichen Sensoren kostengünstig verfügbar, weshalb man sich meist damit behilft, aus der Steuerung der Anlage entsprechende Ersatzwerte abzuleiten. So ist es beispielsweise bekannt, bei Lambda-1-geregelten Brennkraftmaschinen das Drehmoment im Antriebsstrang aus der angesaugten Luftmenge der Brennkraftmaschine abzuleiten.
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Es besteht somit Bedarf für einen einen Sensor und ein Verfahren die zur Messung von Verformungen durch mechanische Kräfte, insbesondere zur Messung von Drehmomenten geeignet sind, und geringere Querempfindlichkeiten zeigen.
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Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 und 4 definierten Sensorelemente und die in den Ansprüchen 7 und 8 definierten Verfahren gelöst.
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Erfindungsgemäß wird ein Sensorelement derart ausgeführt, daß zwei Kondensatoren entstehen. Die Verformung führt über eine Elektrodenabstandsänderung bei einem Kondensator zu einer Kapazitätserhöhung, beim anderen Kondensator zu einer Kapazitätsminderung. Subtrahiert man die Kapazitätsminderung von der Kapazitätserhöhung, verdoppelt sich der Signalhub und zugleich werden Störungen, die an beiden Elektroden gleichwirkende Abstands- bzw. Kapazitätsänderungen verursachen, vollständig kompensiert. Führt beispielsweise ein Temperatureinfluß zu einer Abstandsänderung, so hat dies bei den Elektroden beider Kondensatoren eine gleichsinnige Kapazitätsänderung zur Folge, je nach Temperatureinfluß eine Erhöhung oder Minderung. Durch die Differenzbildung wird diese Änderung eliminiert. Das gleiche gilt beispielsweise für den Zentrifugaleinfluß bei einem schnell rotierenden Sensorelement oder für die Kraftwirkung bei Beschleunigungen.
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Die Kondensatoren können in einem Grundkörper gebildet werden, der durch die Kraftwirkung so gedehnt wird, daß sich entsprechende Elektrodenabstandsänderungen ergeben. Besonders vorteilhaft ist es dabei, den Grundkörper als Metallklammer auszubilden, die als Masseelektrode verwendet werden kann. In diese Metallklammer wird ein Isolator an einem Ende eingespannt, der an gegenüberliegenden Seiten mit Elektroden beschichtet ist. Jede Elektrode bildet dann mit der Metallklammer einen Kondensator. Eine Dehnung der Metallklammer verändert den Elektrodenabstand, bei einem Kondensator wird er vergrößert, bei dem anderen verkleinert. Dies führt zu den entsprechenden Kapazitätsänderungen. Ändert sich, beispielsweise durch Temperatureinflüsse, die Fläche der Elektroden, so verursacht dies eine gleichgerichtete Kapazitätsänderung bei beiden Kondensatoren, die durch die entsprechende Differenzbildung kompensiert ist. Um die mechanische Belastung des eingespannten Isolators zu verringern, kann man diesen auch zweistückig ausführen.
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Das Sensorelement kann auch planar ausgebildet werden. Dazu sind gegenüberliegend jeweils Leiter angeordnet, wobei sich die Elektrodenflächen teilweise gegenseitig überlappen. Die Elektroden sind dabei so angeordnet, daß eine Verformung eine Verschiebung bewirkt, die in einer Richtung bei einem Kondensator die wirksame Elektrodenfläche vergrößert, beim anderen verkleinert.
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Da bei dieser planaren Anordnung sich die Kapazitäten der beiden Kondensatoren mit einer Änderung des Elektrodenspaltes gleichsinnig ändern, ist ein solcher Einfluß durch die Differenzbildung ebenfalls kompensiert.
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Zur verbesserten Messung kann man Referenzkondensatoren vorsehen, wobei jedem Kondensator vorzugsweise ein eigener Referenzkondensator zugeordnet ist. Jeder Referenzkondensator ist so ausgebildet, daß einer der Leiter vollständig vom gegenüberliegenden Leiter überdeckt wird, so daß eine Verschiebung der Kondensatorfläche in einer Richtung die Kapazität des Referenzkondensators nicht ändert. Eine Änderung der Kapazität des Referenzkondensators ist somit ausschließlich auf eine Änderung des Elektrodenspaltes zurückzuführen. Da vorzugsweise jedem Kondensator ein Referenzkondensator zugeordnet ist, kann man somit unterschiedliche Abstandsänderungen des Elektrodenspaltes zusätzlich kompensieren.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, zwei Kondensatoren derart anzuordnen, daß die zu messende Verformung bei einem Kondensator eine Kapazitätserhöhung und beim anderen eine weitgehend betragsgleiche Kapazitätsminderung verursacht. Mißt man nun die Kapazitäten der beiden Kondensatoren, kann man daraus ein Meßsignal ableiten, das die gemessene Verformung wiedergibt. Sind die beiden verwendeten Kondensatoren kapazitätsgleich, muß man dazu lediglich die gemessene Kapazität des Kondensators, dessen Kapazität gemindert wurde, von der Kapazität des Kondensators abziehen, dessen Kapazität erhöht wurde. Sind die beiden Kondensatoren nicht kapazitätsgleich, muß man zuerst die jeweilige Kapazitätserhöhung bzw. Kapazitätsminderung durch Subtraktion der jeweiligen Grundkapazität von der gemessenen Kapazität berechnen. Dann kann man durch Subtraktion der Kapazitätsminderung von der Kapazitätserhöhung das Meßsignal bestimmen.
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Die Differenzbildung bewirkt, daß Querempfindlichkeiten, beispielsweise temperaturbedingte Änderungen des Elektrodenspaltes oder der wirksamen Elektrodenfläche kompensiert werden. Da allerdings nicht immer davon ausgegangen werden kann, daß diese Querempfindlichkeiten auf beide Kondensatoren gleich wirken, werden ungleichmäßig wirkende Querempfindlichkeiten mit Hilfe der Referenzkondensatoren kompensiert. Dazu ist jedem Kondensator ein Referenzkondensator zugeordnet, der so ausgebildet ist, daß er verformungsunempfindlich ist. Die Änderung der Kapazität des Referenzkondensators erlaubt es dann, die querempfindlichkeitsbedingte Änderung des jeweiligen zugeordneten Kondensators genauer zu kompensieren. Beispielsweise kann man die Differenz der Kapazitätsänderung der Referenzkondensatoren, die den beiden Kondensatoren zugeordnet sind, bestimmen und das Meßsignal um diese Differenz kompensieren.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung in Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 eine Schnittdarstellung durch ein Sensorelement einer ersten Bauart,
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2 ein Blockschaltbild einer Ansteuerschaltung für das Sensorelement der 1,
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3 ein Sensorelement ähnlich der 1 in einer abgewandelten Bauart,
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4 ein weiteres planares Sensorelement,
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5 und 6 Beispiele der Anordnung eines Sensorelementes zur Messung des Drehmomentes und
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7a mit 7c verschiedene Ansichten einer anderen Anordnung eines Sensorelementes zur Messung eines Drehmomentes.
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Das in Schnittdarstellung in 1 dargestellte Sensorelement dient zur Messung einer Verformung die durch eine Kraft verursacht ist. Es kommt dabei auf die Verformung des Sensors an, die in diesem Falle eine Dehnung in Richtung des Pfeiles S der 1 ist. Das Kernstück dieses Sensorelementes ist ein Isolator 5, z. B. aus Glas oder Keramik, der beidseitig mit einem Metall beschichtet ist. Die metallische Beschichtung ist durch Isolierspalte 10 und 11 geeignet strukturiert, so daß auf den beiden Seiten des Isolators 5 Elektroden 3 und 4 gebildet sind. Dieser Isolator 5 wird an einem Ende mit einer Metallklammer fest verbunden, beispielsweise durch Schweißen, Kleben oder Löten. In der Ausführungsform der 1 sind Schweißpunkte 2 zur Verbindung vorgesehen. Das andere Ende ist durch einen Luftspalt 6 vom geschlossenen Ende 7 des als Metallklammer ausgeführten Grundkörpers 1 getrennt. Durch die Isolierspalte 10 und 11 ist sichergestellt, daß keine Ohmsche Verbindung zwischen den Einspannstellen, d. h. dem Bereich mit Schweißpunkten 2 und den Elektroden 3 und 4 besteht. Die Metallklammer wird als Masseelektrode verwendet, so daß zwischen der Elektrode 3 und der Masseelektrode ein Kondensator C1 gebildet ist. Dessen Kapazität hängt von der Fläche der Elektrode 3 und dem Spalt 6 ab. Das gleiche gilt für den durch die Elektrode 4 und die Masseelektrode gebildeten Kondensator C2.
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Das Ende der Metallklammer, an dem der Isolator 5 eingespannt ist, wird nun an einem Meßobjekt 13 befestigt. Wird durch eine Kraftwirkung der Grundkörper gedehnt und dabei das andere Ende der Metallklammer um einen Weg S verschoben, dessen Richtung in 1 unter dem geschlossenen Ende 7 durch einen Doppelpfeil veranschaulicht ist, so verändert sich der Spalt zwischen der Elektrode 4 und dem Grundkörper 1. Gleichzeitig verändert sich der Elektrodenabstand zwischen der Elektrode 3 und dem Grundkörper 1. gegensinnig. Dadurch wird die Kapazität des Kondensators C2 gemindert, die Kapazität des Kondensators C1 vergrößert.
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Die Elektroden 3 und 4 sind so ausgelegt, daß die Kapazitätsänderungen betragsmäßig weitgehend gleich groß sind. Subtrahiert man nun die Kapazitätsminderung des Kondensators C2 von der Kapazitätserhöhung des Kondensators C1, so verdoppelt sich der Signalhub. Gleichzeitig werden Störungen, die an beiden Elektroden gleichsinnige Kapazitätsänderungen hervorrufen, vollständig kompensiert. Das Sensorelement ist nur empfindlich auf Verformungen oder Effekte, die an einem Kondensator (C1 oder C2) eine Verkleinerung des Elektrodenspaltes und am anderen Kondensator (C2 oder C1) eine Vergrößerung des Elektrodenspaltes bewirken. Temperaturausdehnungen oder Schwingungen, die gleichgerichtete Veränderungen des Elektrodenspaltes oder der wirksamen Elektrodenfläche zur Folge haben, sind durch die differentielle Verschaltung kompensiert.
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Diese differentielle Verschaltung wird durch die in 2 als Blockschaltbild dargestellte Schaltung bewirkt. Die Auswerteschaltung 8, der die Versorungsspannung Vcc und das Bezugspotential GND zugeführt werden, mißt die Kapazität der Kondensatoren C1 und C2. Dazu ist die Auswerteschaltung 8 mit der Elektrode 3 und der Elektrode 4 sowie mit dem als Masseelektrode verwendeten Grundkörper 1 verbunden. Die Auswerteschaltung 8 erfaßt die Kapazitätsänderung der Kondensatoren C1 und C2. Dann wird die negative Kapazitätsänderung von der positiven Kapazitätsänderung abgezogen und dies in das Meßsignal Vsig umgesetzt. Für den Fall, daß die beiden Kondensatoren C1 und C2 beide die gleiche Grundkapazität haben, kann die separate Erfassung der Kapazitätsänderung entfallen, und die Kapazitäten können gleich direkt voneinander subtrahiert werden. Dabei wird von der Kapazität des Kondensators, dessen Kapazität erhöht wurde, die Kapazität des Kondensators abgezogen, dessen Kapazität gemindert wurde.
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Eine Abwandlung des Sensorelementes der 1 ist in 3 dargestellt. In 3 sind Elemente, die der 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, weshalb ihr Beschreibung nicht mehr wiederholt werden muß. Hier ist der Isolator 5 zweiteilig ausgeführt; die beiden Teile sind durch einen Isolierspalt 9 getrennt. Jede Isolatorhälfte ist über Schweißpunkte 2 mit dem wiederum als Metallklammer ausgeführten Grundkörper 1 verbunden. Durch die zweiteilige Ausführung des Isolators 5 kann die mechanische Belastung der Verbindungsflächen zwischen dem Isolator und dem Grundkörper 1 verringert werden. Neben den hier dargestellten Schweißpunkten 2 kommen natürlich die gleichen Verbindungsmöglichkeiten wie beim Sensorelement der 1 in Frage, insbesondere Kleben oder Löten.
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4 zeigt die Schnittdarstellung eines Sensorelements in planarer Ausführung. Das planare Sensorelement der 4 ist mit einem Substrat 23 an einem Meßobjekt 13 befestigt, auf der gegenüberliegenden Sei-te ist das Substrat 24 durch eine Deckschicht 22 geschützt. Natürlich sind die Substrate 24 und 23 miteinander verbunden, dies ist zur Übersichtlichkeit in 4 jedoch nicht darge-stellt. Eine Verformung in Richtung des Doppelpfeiles S führt zu einer Verschiebung des Substrates 24 gegenüber dem Substrat 23.
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Hier weisen die Kondensatoren C1 bzw. C2 jeweils gegenüberliegende Elektroden 16, 17 bzw. 14, 15 auf, die auf den isolierenden Substraten 23, 24 liegen. Die Elektrode 16 ist kleiner als die Elektrode 17 und überlappt diese nur zum Teil. Das gleiche gilt für die Elektroden 14 und 15 des Kondensators C2. Die Überlappung der Elektrode 16 mit der Elektrode 17 ist jedoch anders als die Überlappung mit der Elektrode 14, 15, so daß eine Verschiebung in Richtung des Doppelpfeiles S die überlappende und damit wirksame Elektrodenfläche bei einem Kondensator (C1 oder C2) vergrößert und gleichzeitig beim anderen (C2 oder C1) vermindert. Da die Elektroden der Kondensatoren C1 und C2 jeweils auf dem gleichen Substrat 23 bzw. 24 liegen, werden sie im allgemeinen bei den Elektrodenspalt beeinflussenden Störungen eine gleichsinnige Kapazitätsänderung zeigen. Die anhand der 1 und 3 beschriebene differentielle Verschaltung der Kondensatoren C1 und C2 kompensiert solche Störungen.
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Um etwaige unterschiedliche Abstandsänderungen, möglicherweise bedingt durch einen räumlichen Abstand der Kondensatoren C1 und C2 noch genauer kompensieren zu können, ist jedem Kondensator C1 bzw. C2 ein Referenzkondensator CR zugeordnet. Jeder Referenzkondensator CR weist eine große Elektrode 21 bzw. 19 sowie eine kleine Elektrode 20 bzw. 18 auf, die von der großen Elektrode 21 bzw. 19 vollständig überdeckt wird. Somit ist die Kapazität jedes Referenzkondensators CR unempfindlich auf Kraftwirkungen oder sonstigen Effekten, die zu Verschiebungen entlang des Doppelpfeiles S führen. Die Kapazität beider Referenzkondensatoren CR hängt jedoch vom jeweiligen Elektrodenspalt d ab. Ergibt nun eine Messung, daß der dem Kondensator C1 zugeordnete Referenzkondensator eine andere Kapazität zeigt als der dem Kondensator C2 zugeordnete Referenzkondensator, so kann daraus auf eine unterschiedliche Abstandsänderung des Elektrodenspaltes d bei den Kondensatoren C1 und C2 geschlossen werden. Der Kapazitätsunterschied zwischen den Referenzkondensatoren CR kann man dann dazu benutzen, diese unterschiedliche Abstandsänderung des Elektrodenspaltes d zu kompensieren. Weisen beide Referenzkondensatoren CR nicht durch entsprechende Gestaltung der Elektroden 20, 21 bzw. 18, 19 die gleiche Kapazität auf, so muß man zuerst die Kapazitätsänderung jedes Referenzkondensators bestimmen, und vergleicht dann diese.
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Die beschriebenen Sensorelemente müssen natürlich in einem geeigneten Gehäuse untergebracht werden, damit Längen- oder Winkeländerungen eines Meßobjektes in die entsprechenden Kapazitätsänderungen umgesetzt werden. Ein solches Sensorgehäuse ist beispielsweise in der
WO 98/27410 beschrieben. Es stellt sicher, daß die Meßgröße (Abstand oder Winkel vom eigentlichen Meßobjekt) weitestgehend ohne Beeinflussung durch thermische, axiale oder radiale Dehnungen als Verformung in das Sensorelement übertragen wird. Zweckmäßigerweise wird man das Material des Sensors (Sensorelement und Gehäuse) dem des Meßobjektes anpassen, und die beiden unlösbar, z. B. durch Laserschweißen miteinander verbinden.
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Ein Beispiel der Verformungsmessung zur Erfassung des Drehmomentes an scheibenförmigen Meßobjekten ist in den 4 und 5 dargestellt. Dabei ist auf dem scheibenförmigen Meßobjekt 13, bei dem es sich beispielsweise um eine Mitnehmerscheibe oder ein Zweimassenschwungrad einer Brennkraftmaschine handeln kann, ein Sensor 12 angeordnet. Der Sensor 12 entspricht dem zuvor beschriebenen Sensorelement im erwähnten Gehäuse.
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Geeigneterweise hat der Scheibenkörper im Radialabschnitt zwischen ra und ri eine definierte Geometrie, z. B. eine Querschnittsveränderung, wie sie in 5 in der unter der Scheibe dargestellten Schnittdarstellung gezeigt ist. Der Sensor 12 kann dann entweder in der Montagestellung A oder aber in der Montagestellung B in der die Querschnittsveränderung bildenden Ausnehmung 14 sitzen. Wird das scheibenförmige Meßobjekt 13 beispielsweise das Drehmoment bzw. dessen Kraftwirkung F in Umfangsrichtung verformt, dann führt das in erster Näherung beim Sensor 12 zu einer Parallelverformung Δs, die als Differenz der äußeren Verschiebungsstrecke s(ra) und der inneren Verschiebungsstrecke s(ri) gegeben ist. Ist durch geeignete Maßnahmen, z. B. durch eine Ausfräsung sichergestellt, daß außer den Verbindungen zwischen dem Sensor 12 und dem Meßobjekt 13 möglichst keine Reibung zwischen Sensor 12 und Meßobjekt 13 auftritt, folgt der Sensor 12 der Parallelverschiebung Δs. Dies gilt zumindest, solange es sich um sehr kleine Verdrehwinkel bzw. Verformungen handelt. Die Parallelverformung Δs des Sensors 12 führt zur Kapazitätsänderung. Hierbei entspricht beispielsweise die radial innengelegene Kante des Sensors 12 dem eingespannten Ende der 1 oder 3, die radial außengelegene Kante des Sensors 12 dem geschlossenen Ende 7 des als Metallklammer ausgeführten Grundkörpers 1.
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Vorzugsweise kann man einen zweiten Sensor 12 um 180° versetzt befestigen. Damit lassen sich Biege- und Querkraftkomponenten kompensieren. Zugleich wird eine Unwucht durch nur einen Sensor 12 vermieden.
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Der Sensor 12 ist weiter besonders geeignet zur Befestigung einer Meßwelle mit zwei Flachstellen, wie sie beispielsweise in 7a gezeigt ist. Bei dieser Meßwelle kann es sich um ein Teil eines Antriebsstranges, eines Bremssystems oder einer Lenkung eines Kraftfahrzeuges handeln. Die Welle weist über eine Länge l eine Ausnehmung 14 mit geringerem Radius bzw. Durchmesser auf. Eine Kraftwirkung F in Richtung der dargestellten Pfeile führt zu einer Verformung mit einem Verdrehwinkel φ über die Meßwelle hinweg. Der Sensor 12, der auf den beiden Flachstellen über der Ausnehmung 14 (Montageposition B der 7c) oder an den senkrechten Schultern der Ausnehmung 14 (Montagestellung A der 7c) befestigt ist, setzt diesen Verdrehwinkel φ in eine Parallelverformung Δs um. Diese führt wie in 7b schematisch dargestellt ist, zu einer Kapazitätsänderung und mithin zum Meßsignal. Die Parallelverformung Δs des Sensors 12 wird hauptsächlich von der Länge l der Ausnehmung 14 und dem Verdrehwinkel φ bestimmt. Da der Wirkradius r, über den der Verdrehwinkel φ zu einer Parallelverformung Δs führt, größer ist, als der Durchmesser 2·r der Welle im Bereich der Ausnehmung 14, wird zusätzlich eine geometrische Verstärkung erreicht. Natürlich kann man den Sensor 12 auch auf einer abgeflachten Welle mit durchgängig gleichem Durchmesser befestigen. Allerdings ist dann die Parallelverformung Δs geringer. Für gewisse Anwendungen mag dies aber genügen.
