Verschiebungen

Verschiebungen spielen bei allen Ingenieurbauwerken eine Rolle. Sofern sich die Konstruktionen nicht frei bewegen können erzeugen diese Zwängungen, Dehnungen und Spannungen, weshalb sie für die meisten Bauwerke zu begrenzen sind.

Mithilfe eines Wegsensors wird der Abstand zwischen einem Objekt und seinem Bezugspunkt gemessen. Dadurch können die Längenänderungen über einen festgelegten Zeitraum bestimmt werden. Die Abstandsänderungen werden über Spannungsschwankungen registriert und in Form eines Einheitssignales an den Datalogger übertragen, der die Eingangsdaten weiter verarbeitet.

LVDT-Sensoren zur Wegmessung
LVDT-Sensoren zur Wegmessung
Datalogger zur Erfassung der Verschiebungen
Datalogger zur Erfassung der Verschiebungen

Systeme zur Messung von Verschiebungen

Zur Abstandsmessung stehen eine Reihe von unterschiedlichen optischen und induktiven Sensoren zur Verfügung:

  • Laseroptische Wegmesssysteme
  • Faseroptische Wegmesssysteme
  • Kapazitive Wegmesssysteme
  • WirbelstromsensorenInduktive
  • Wegaufnehmer und -Wegtaster
  • LVDT-Wegaufnehmer und LVDT-Wegtaster

 

Wegaufnehmer (LVDT)

Die meisten induktiven Wegaufnehmer arbeiten nach dem Prinzip der Differentialdrossel (induktive (Halbbrücken). Sie basieren auf der Tatsache, dass sich die Induktivität einer Spule ändert, wenn die magnetische Permeabilität des Materials in der Spule variiert. Ein induktiver Wegaufnehmer besteht im Wesentlichen aus zwei miteinander verbundenen Spulen, die in einem Metallzylinder dicht und vibrationssicher eingegossen sind. Die Längsachse des Metallzylinders und die Bewegungsrichtung des Messobjekts müssen parallel zueinander verlaufen oder die Bewegung muss durch eine entsprechende Mechanik in eine zum Zylinder achsparallele Bewegung umgewandelt werden. Durch den Zylinder wird ein Stößel mit einem Kern geführt, der mit dem bewegten Körper möglichst starr verbunden ist. 

Schematische Aufbau eines induktiven Wegaufnehmers
Schematische Aufbau eines induktiven Wegaufnehmers

Die Induktivität einer langen zylinderförmigen Spule ist nur von der Spulengeometrie und der magnetischen Permeabilität des umgebenden Materials abhängig. Der Sensor besteht aus zwei Spulen. Der Kern des Stößels kann sich nicht in beiden Spulen befinden. Liegt der Kern z.B. in Spule 1 ist Spule 2 leer. Bei einer Bewegung des Stößels wird die Induktivität einer Spule kleiner während die der anderen Spule steigt. Die zu erfassende Bewegung des Stößels wird über Induktivitätsänderungen in eine variierende Spannung umgewandelt, die leicht zu messen ist.

Der Metallzylinder und der Kern bestehen meistens aus einem Material mit sehr großer magnetischer Permeabilität, um eine möglichst große Induktivitätsänderung schon bei kleiner Auslenkung zu erreichen.

LVDT-Sensor mit Kabel
LVDT-Sensor mit Kabel
LVDT-Sensor mit Schellen zur Befestigung
LVDT-Sensor mit Schellen zur Befestigung