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  Biomechanik




Vorteile piezoelektrischer Messplattformen

Piezoelektrische Messplattformen können in einem grossen Temperaturbereich eingesetzt werden, arbeiten überlastsicher, langzeitstabil und ermüdungsfrei. Piezoelektrische Sensoren sind für fast alle Anwendungsgebiete hervorragend geeignet, insbesondere für dynamische und hochsensible Prozesse, wie sie in der Biomechanik vorkommen.

Die Quarzkristall-Sensoren in Kistler Messplattformen verfügen über entscheidende, prinzipbedingte Vorteile gegenüber Aufnehmern mit Dehnungsmessstreifen (DMS). Ein Grossteil davon ist auf ihre vergleichsweise hohe Steifigkeit zurückzuführen.

Robust, überlastsicher und langzeitstabil
Piezoelektrische Messplattformen sind sehr kompakt im Verhältnis zum weiten Messbereich. Die steife Bauart macht sie robust und verleiht ihnen eine hohe Sicherheit gegen Überlastung. Selbst bei millionenfacher Belastung tritt keine Ermüdung auf, und auch nach häufigen Temperaturzyklen bleibt die Empfindlichkeit konstant. Bei richtiger Verwendung ist ihre Lebensdauer nahezu unbegrenzt.

Mit einer einzigen Messplattform können grosse Kräfte ebenso exakt gemessen werden wie sehr kleine Kräfte.

Hohe Eigenfrequenz und Dämpfung
Die hohe Steifigkeit der Quarzkristall-Sensoren ermöglicht auch die insgesamt sehr steife Bauart von Kistler Messplattformen, die in einer sehr hohen Eigenfrequenz und Dämpfung in allen drei Messrichtungen resultiert. Dadurch sind sie zur exakten Messung hochdynamischer Vorgänge wie sportlicher Bewegung besonders geeignet.

Nutzbarer Messbereich

Hohe Empfindlichkeit
bei grossem Messbereich

Quarzkristall-Sensoren weisen einen weiten Messbereich von bis zu sechs Dekaden auf, da die Empfindlichkeit, die Ansprechschwelle und die Auflösung nicht wie bei DMS-Aufnehmern an die Steifigkeit von elastisch deformierbaren Strukturkörpern und damit an einen eingeschränkten Messbereich gebunden sind. Unabhängig vom Messbereich und einer möglichen Vorlast können piezoelektrische Sensoren daher auch sehr kleine Kräfte messen, z.B. kleinste Schwankungen einer grossen Grundlast.

Exakter Nullpunkt – kein Offset
Bei piezoelektrischen Sensoren wird der Nullpunkt vor jeder Messung neu bestimmt. Durch den Reset werden die Sensoren physisch tariert, indem alle elektrische Ladung abfliesst, die z.B. durch Vorlast entsteht. Dies eliminiert automatisch den Einfluss aller statischen und langsam veränderlichen Randbedingungen (Einbaulage, Gewichtskräfte von Aufbauten, Temperaturänderungen), ohne die Messgenauigkeit zu beeinflussen.

Balanceanalyse und statische Messungen
Durch ihre geringe Ansprechschwelle, hohe Empfindlichkeit und sehr hohe Genauigkeit eignen sich Kistler Messplattformen hervorragend für Balanceanalysen und andere quasistatische Messungen, die mehrere Minuten andauern. Für rein statische Messungen über mehrere Stunden und Tage sind piezoelektrische Sensoren jedoch nicht geeignet, da Ladungsverstärker immer eine leichte Drift erzeugen. Als Drift bezeichnet man eine unerwünschte Änderung im Ausgangssignal über längere Zeit, die keine Funktion der Messgrösse ist. Im Ladungsverstärker entsteht unweigerlich Drift, weil keine unendlich hohe Isolation zur Verfügung steht.

 
 
Produktbroschüre
Neue Produktbroschüre "Biomechanik" Nr. 600-350
Sensorik in der Biomechanik
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