- 10 februari 2021
- | Bron: Motion Control
Dynamische inclinosensor met MEMS-chip
Betrouwbaar meten met eenvoudige sensoroplossing
Voor een betrouwbare besturing van mobiele machines zoals kranen, heftrucks en landbouwmachines is een nauwkeurige hoekmeting essentieel. Speciaal daarvoor ontwikkelde DIS Sensors - in België vertegenwoordigd door Rotero Belgium - een dynamische inclinosensor die ongevoelig is voor trillingen en schokken. Door toepassing van de MEMS-technologie in combinatie met slimme softwarealgoritmes is de oplossing bovendien niet onnodig complex, en daarmee relatief goedkoop.
Inclinosensoren worden industriebreed toegepast om de helling van een machineonderdeel of een oppervlak te meten. In mobiele toepassingen zoals vorkheftrucks, hoogwerkers, kranen en landbouwmachines zijn die metingen onmisbaar. Op basis van realtime gegevens kan het besturingssysteem de commando’s van de machinebediener interpreteren, bijdragen aan een veilige werking en zelfs deels de productie berekenen - bijvoorbeeld m.b.t. het uitgegraven volume.
Ideaal in de praktijk
Bovenstaande is echter alleen mogelijk wanneer de meetgegevens van de inclinometers – ook wel elektronische waterpas genoemd – correct en betrouwbaar zijn. De praktijk leert echter dat de vele machinebewegingen en andere (externe) factoren leiden tot trillingen en schokken die de meetresultaten kunnen beïnvloeden. Dat kan de mobiele machine minder nauwkeurig en minder betrouwbaar maken.
Om dat probleem op te lossen worden vervuilingspieken in de metingen traditioneel afgevlakt door middel van filteralgoritmes in het besturingssysteem. Daarnaast kunnen aanvullende sensoren een oplossing bieden. Gyroscopen of traagheidssensoren, bijvoorbeeld, kunnen informatie over de hoek opleveren. Deze werken echter uitsluitend in bewegende systemen, en hoewel gyroscopische metingen geschikt zijn om de verstoorde waarde van een inclinometer te compenseren, houden ze ook nadelen in: iedere extra sensor en filter vertraagt het besturingssysteem en verhoogt de productie- en onderhoudskosten.
Eén sensor is de oplossing
Sensorspecialist DIS ontwikkelde daarom een volledig nieuw hardwareplatform, gebaseerd op de MEMS-chip. MEMS staat voor Micro-Electrical-Mechanical Systems en de betreffende chip combineert de versnellingsmeter en een traagheidshoekmeting op drie assen tegelijk. Daarbij is de geïntegreerde controller extern en naar wens aan te passen om alle input- en outputsignalen te verwerken. De afmetingen van deze sensor zijn identiek aan die van de populaire DIS QG65 range.
De hoek die als afzonderlijk CANopen/J1939-object per as aan het besturingssysteem wordt doorgegeven, is al gyro-gecompenseerd. Dat betekent dat hij schoon is en vrij van de invloed van onechte versnellingen en schokken. Om de taak van maatwerk te vereenvoudigen, zijn vooraf gedefinieerde applicatieprofielen beschikbaar, evenals een gebruiksvriendelijke configuratietool. Tot slot zijn de MEMS-based sensoren eenvoudig te monteren.
PraktijkVoorbeeld
Een mooie toepassing van de dynamische inclinometer is te vinden in een graafmachine waarin de sensor de stand van de graafbak meet. Specifiek graafbakken staan bloot aan uiteenlopende trillingen en (zware) schokken die het meetsignaal kunnen beïnvloeden. Door toepassing van de dynamische inclino zijn de metingen ook bij dit type machine zuiver aan de PLC aan te bieden voor een efficiënte en veilige bediening.
Neem voor meer contact op met Rotero Belgium.
