Patent DE-102021120522-B4 (DE)
Title: Sensoranordnung
Inventor: NEUSCHAEFER-RUBE STEPHAN
IPC: G01L1/12
Filed: 2021-08-06
Granted: 2023-06-01
Abstract: Sensoranordnung (1) zur kontaktlosen Messung von Normal- und Schubspannungen in einem Bauteil (2), umfassend• einen ersten sich entlang einer ersten Längsachse (3) erstreckenden Magnetkern (4), der von einer ersten Sendespule (13) umwickelt ist,• einen zweiten sich entlang einer zweiten Längsachse (5) erstreckenden Magnetkern (6), und• einen dritten sich entlang einer dritten Längsachse (7) erstreckenden Magnetkern (8), der von einer zweiten Empfangsspule (15) umwickelt ist,• wobei der erste Magnetkern (4) und der zweite Magnetkern (6) über ein erstes Flussleitelement (9) voneinander beabstandet sind,• und im magnetischen Flusspfad zwischen dem ersten Magnetkern (4) und dem zweiten Magnetkern (5) dieser Flusspfad von einer ersten Empfangsspule (14) umwickelt ist, und• der dritte Magnetkern (8) mit einem zweiten Flussleitelement (10) verbunden ist,• wobei das erste Flussleitelement (9) und das zweite Flussleitelement (10) sich in einem gemeinsamen Sternpunkt (12) berührungslos überkreuzen, wobei• die Sensoranordnung (1) eine Steuereinheit (21) aufweist, welche mit der ersten Sendespule (13) wechselstrombeaufschlagbar verbunden ist sowie mit den Empfängerspulen (14,15) elektrisch verbunden ist, wobei• die Steuereinheit (21) eingerichtet ist, einen ersten Messzyklus durchzuführen, indem die erste Sendespule (13) wechselstrombeaufschlagt ist,dadurch gekennzeichnet, dassdie Sensoranordnung (1) einen sich entlang einer vierten Längsachse (40) erstreckenden vierten Magnetkern (41) aufweist, wobei der vierte Magnetkern (41) von einer zweiten, mit der Steuereinheit (21) elektrisch verbundenen, Sendespule (42) umwickelt und mit dem zweites Flussleitelement (10) verbunden ist, wobei die Steuereinheit (21) eingerichtet ist,einen ersten Messzyklus durchzuführen, indem die erste Sendespule (13) wechselstrombeaufschlagt ist und eine Spannung Ux0im unbelasteten Zustand des Bauteils (2) an der ersten Empfangsspule (14), eine Spannung Uxxim belasteten Zustand des Bauteils (2) an der ersten Empfangsspule (14) und eine Spannung Uxyim belasteten Zustand des Bauteils an der zweiten Empfangsspule (15) ermittelt werden, undeinen zweiten Messzyklus durchzuführen, indem die zweite Sendespule (42) wechselstrom beaufschlagt ist und eine Spannung Uy0im unbelasteten Zustand des Bauteils (2) an der zweiten Empfangsspule (15), eine Spannung Uyxim belasteten Zustand des Bauteils (2) an der ersten Empfangsspule (14) und eine Spannung Uyyim belasteten Zustand des Bauteils an der zweiten Empfangsspule (15) ermittelt werden,wobei die Steuereinheit (21) eine in dem Bauteil (2) vorliegende erste Normalspannung entsprechend der Funktionσx=1α⋅(2⋅UxxUxo+UyyUyo−3)eine in dem Bauteil (2) vorliegende zweite Normalspannung entsprechend der Funktionσy=1α⋅(2⋅UyyUyo+UxxUxo−3)und eine in dem Bauteil (2) vorliegende Schubspannung entsprechend der Funktionτ=Uxyα⋅Uxx=Uyxα⋅Uyyermittelt und jeweils ein die ermittelte erste Normalspannung, die ermittelte zweite Normalspannung und die ermittelte Schubspannung repräsentierendes Ausgangssignal bereitstellt.