Datenblatt, Typ 9655A

Kraft
SmartCrash®-Segment
Typ 9655A...
mit 3-Komponenten-Kraftmesselementen
SmartCrash-Segmente mit 3-Komponenten-Kraftmesselementen und integrierter Elektronik werden zur Messung von
Aufprallkräften bei Crashversuchen z.B. in der Automobilentwicklung eingesetzt. Die kalibrierten, vorgespannten piezoelektrischen Kraftmesselemente mit integrierter Datenerfassung
und -speicherung messen drei orthogonale Komponenten einer
beliebig gerichteten Kraft.
• Einfache frontale Montage/Demontage der Segmente bzw.
Kraftmesselemente
• Eine Anschlussleitung pro Segment
• Optimal für dynamische Messungen durch hohe Steifigkeit/
Eigenfrequenz
• Grosser Messbereich
• Vor Ort kalibrierbar
• Exzellente Linearität, hoher Überlastschutz
• Integrierte Datenerfassung/-speicherung
• TEDS-Funktionalität (Kalibrierdaten und automatische Sensorerkennung)
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Beschreibung
Ein SmartCrash-Segment (1 000x1 000 mm) besteht aus 64
3-Komponenten-Kraftmesselementen. Es kann in seinen Abmessungen und in der Anzahl der Kraftmesselemente den
technischen Ansprüchen des Kunden angepasst werden. Jedes
einzelne Kraftmesselement des Segments misst die drei orthogonale Kräfte Fx, Fy, und Fz. Die piezoelektrischen Messelemente im Kraftsensor geben eine der Kraft proportionale Ladung
ab, die verstärkt und weiterverarbeitet wird.
Die komplette Datenerfassung und -speicherung durch das
MICRODAU®-Datenerfassungsmodul ist in jedem einzelnen
Kraftmesselement integriert. Das heisst, das Ladungssignal wird
im Kraftmesselement verstärkt, mittels A/D-Wandler digitalisiert,
erfasst und abgespeichert. Die einzelnen Kraftmesselemente
sind durch ein Verbindungskabel (Spannungsversorgung
und USB-Schnittstelle) mit einem übergeordneten USB-Hub
verbunden.
Die Spannungsversorgung für ein SmartCrash-Segment (Hubs,
Kraftmesselemente, integrierte Ladungsverstärkung und Datenerfassungsmodule) wird durch die Controller-/Power-Einheit mit einem einzigen Anschlusskabel bereitgestellt. Dabei
übernimmt der Controller (Industrie PC) die Steuerung eines
gesamten SmartCrash-Segmentes und die Vorverarbeitung der
Messresultate.
Die Kommunikation mit dem Host-Computer erfolgt über
Ethernet unter Verwendung des Protokolls TCP/IP. Diese Zusammenstellung beinhaltet Gerätetreiber sowie Konfigurations- und Kontrollsoftware für die Kraftmesselemente-Elektronik. Die Datenerfassung als auch die Testvorbereitung erfolgen
mit dem Standard Software-Tool CrashDesigner.
Jedes MICRODAU-Datenerfassungsmodul ist mit einem 16 MB
Flashspeicher für die Datenspeicherung ausgerüstet. Durch
diesen kompakten Aufbau ist es möglich, schnell und einfach
SmartCrash-Segmente mit bis zu 100 Kraftmesselementen
bzw. 300 Kanälen zu realisieren. Das SmartCrash-Segment wird
kalibriert geliefert und ist nach der Montage auf der CrashBarriere bzw. auf dem Offset-Block mess- und einsatzbereit.
Durch die frontale Befestigung des gesamten SmartCrash-Segmentes sowie dessen Vorbereitung zur Aufnahme verschiedener
Deckplatten und anderem Zubehör, kann ein schneller Umbau
auf die verschiedenen Crash-Standards (RCAR, US NCAP/TRL,
EuroNCAP) erfolgen. Für diese speziellen Anwendungen stehen u.a. Eckelemente, Befestigungsstrukturen für AluminiumWaben (Honeycombs) und Holzschutzplatten zur Verfügung.
Entsprechendes Montage-/Befestigungsmaterial wird optional
mitgeliefert. Das einfache Kalibrierkonzept erlaubt eine Nachkalibrierung beim Kunden vor Ort mit geringem Zeitaufwand
und dementsprechend kurzen Ausfallzeiten.
Die Informationen entsprechen dem aktuellen Wissensstand. Kistler behält sich
technische Änderungen vor. Die Haftung für Folgeschäden aus der Anwendung
von Kistler-Produkten ist ausgeschlossen.
©2008 ... 2015, Kistler Gruppe, Eulachstrasse 22, 8408 Winterthur, Schweiz
Tel. +41 52 224 11 11, Fax +41 52 224 14 14, [email protected], www.kistler.com
Kistler ist eine eingetragene Marke der Kistler Holding AG.
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SmartCrash®-Segment – mit 3-Komponenten-Kraftmesselementen, Typ 9655A...
Anwendung
Das Standard SmartCrash-Segment wird in vertikaler Anordnung in der Automobilindustrie und in Prüfzentren für Fahrzeugcrashs eingesetzt. In horizontaler Anordnung findet es in
Falltürmen für Komponentenversuche Anwendung, wo Aufprall- und Schubkräfte schnell, einfach und sehr präzise erfasst
werden müssen.
US NCAP/TRL
Transport Research Laboratory (v=56 km/h ±1 km/h), Frontalcrash 100 % Überdeckung mit Deformationselement (Honeycomb).
Anpassung an andere Crash-Standards sind verfügbar.
Anwendungsbeispiele
Typische Konfigurationen des Standard SmartCrash-Segmentes.
RCAR
Research Council for Automobile Repairs (v=15 km/h
±1 km/h), Reparaturkostenbestimmung nach einem Unfall,
Kasko-Einstufungstest, 40 % Überdeckung beim Aufprall des
Fahrzeugs.
EuroNCAP
European New Car Assessment Program (v=64 km/h ±1 km/h),
40 % Überdeckung beim Aufprall des Fahrzeuges mit Deformationselement (Honeycomb) auf dem Segment.
Technische Daten
Messbereich
Messbereiche beziehen sich auf die nominale Sensorempﬁndlichkeit
Fx ≈–0,65 pC/N, Fy, Fz ≈–1,32 pC/N
Biegemomente
Fx
Fy
Fz
kN
kN
kN
My
kN·m
kN·m
%
%
%
%
%
%
%
°C
Hz
Hz
kg
Mz
Linearität (FSO)
Übersprechen (FSO) – [typische Kennwerte]
Übersprechen (FSO) – [typische Kennwerte]
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Betriebstemperaturbereich
Eigenfrequenz des Kraftmesselements allein
Gewicht Segment (mit 64 Kraftelementen)
Werkstoff
Schutzklasse (IEC)
1)
2)
x o y, z
zly
y, z o x
x o y, z
zly
y, z o x
Fx
Fy, Fz
0 ... 500
–100 … 100
–100 … 100
auf Anfrage
auf Anfrage
≤±0,5
≤±2 [≤±0,5]
≤±3 [≤±1,0]
≤±3 [≤±2,0]
≤±1 [≤±0,3]1)
≤±1 [≤±0,3]1)
≤±1 [≤±0,3]1)
0 ... 40
≈4 0002)
≈1 700
≈1 250
Crash-Element 1.2316+S
Basisplatte: Ck45 chemisch vernickelt
IP65
Mittels Korrektur des Übersprechens
Gesichert auf Grundplatte
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Technische Daten, Fortsetzung
Elektronik
Wählbare Messbereiche
Messbereiche beziehen sich auf die nominale Sensorempﬁndlichkeit
Fx ≈–0,65 pC/N, Fy, Fz ≈–1,33 pC/N
Selbsttestsignal
Frequenzgang (–3 dB)
ADC-Auflösung
Abtastrate (synchron pro Kanal)
Flash-Speicher, pro Kanal (150 s @ 20 kHz Abtastrate)
Trigger
Hilfsspeisung
Datenverarbeitung (intern: Controller Segment-Sensor)
Datenverarbeitung (extern: Host-Controller, TCP/IP)
Spannungsversorgung (pro Segment)
Funktionen
Reset/Operate
Test Signal ein/aus
Einstellung Messbereiche
Fx
Fy
Fz
USB-Bus
Ethernet
kN
20 ... 500
kN
4 ... 100
kN
4 ... 100
%FS
2 ... 50
kHz
>10
Bit
16
kHz
8 ... 20
Samples
3 000 000
V (mA)
18 ... 30 (≈2)
VDC
≈26
1.1 full speed (12 MBaud)
100 BaseT
VAC
85 ... 132/184 ... 264
Hz
47 ... 63
VA (W)
130 (80)
alle Kanäle simultan
alle Kanäle simultan
individuell wählbar
Software Schnittstelle für Rechner
• API DACORE, DLL und CrashDesigner
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Applikations Software (nicht im Lieferumfang enthalten)
• CrashDesigner
• Andere auf Anfrage
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SmartCrash-Barriere, bestehend aus 2 Standard SmartCrash-Segmenten
110
deutsch
165
Kabelkanal
USB
max. 5m Kundenseitig Hub-Kanal
Controller-/
Power-Einheit
Kraftmesselement
Montage gemäss NCAP-Standard
Deformierbare Barriere
(Alu-Waben)
Kundenseitig
Offset-Block
optional
Bild 1:
SmartCrash®-Barriere
Hub
Segment
2
Hub
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Segment
1
Bild 2:
Standard SmartCrash®-Segmente
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3-Komponenten Standard SmartCrash-Segment
Standard SmartCrash®-Segment 1 000x1 000 mm mit 64 Kraftmesselementen, montiert auf optionalem Offset-Block
Bild 4:
Standard SmartCrash®-Segment, vorbereitet für EuroNCAP mit
Holzschutzplatten, ohne Deformationselement (Honeycomb)
Bild 5:
Standard SmartCrash®-Segment, vorbereitet für RCAR mit profilierten Aluminium-Eckelementen r=150 mm und AluminiumFrontschutzplatten 250x250 mm
Bild 6:
SmartCrash®-Segmente mit bis zu 100 SmartCrash®-Kraftmesselementen benötigen nur ein Verbindungskabel zum Controller
(Industrie PC)
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Bild 3:
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Bild 7:
Zwei Standard SmartCrash®-Segmente, vorbereitet für US NCAP/
TRL, ohne Holzschutzplatten, ohne Deformationselement (Honeycomb)
Bild 8:
Frontansicht des SmartCrash®-Kraftmesselements 125x125 mm
deutsch
Kabelkanal in
Basisplatte
Elektronik
Bild 9:
Rückansicht des SmartCrash®-Kraftmesselement 125x125 mm
Sensorzentrierung
Kabelkanal
zum Hub
Basisplatte
Senkschraube mit Innensechskant
M10x30, Material: Stahl 10.9
Steckverbinder
D-Sub 9-polig
Holzschutzplatte
Material: Sperrholz Birke A100
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Bild 10: Standard SmartCrash®-Kraftmesselement 125x125 mm
Bild 11: Mobile Kalibriereinheit für 3-Komponenten-Nachkalibrierung
im Vollbereich (100 %FSO) der SmartCrash®-Kraftmesselemente
beim Kunden vor Ort
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Blockschaltbild Elektronik
Crash Element mit Smart Ladungsverstärker
deutsch
Ladungsverstärker
Ladungsverstärker
Datenerfassung
TEDS
Speisung
Speisung
Ladungsverstärker
Operate
Selbsttest
Bereiche
Operate
Selbsttest
Bereiche
Datenerfassung
Analog Input ±10 V
(vor Ort Test)
Speisung
Bild 12: Elektronisches Blockschaltbild mit Sensorelektronik, Hub und Controller
System Konfiguration
element 1
Controller 1
Port
#3
element 2
USB
Port
#4
Port
#2
HUB
Port
#5
Port
#6
Port
#1
USB 1
Controller 2
Upstream
Port
Port
#7
root hub
USB Hub
USB 2
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element 100
Port
#3
Port
#4
elements
101 – 200
USB
Port
#2
HUB
Port
#5
Port
#6
Ethernet
Port
#1
Upstream
Port
Port
#7
USB Hub
Host Computer
Bild 13: Allgemeine Konfiguration der Crash-Barriere
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Konzept Datenerfassung
deutsch
Trigger
Start Rec
T-Zero
HOST
Ethernet 100 BaseT
TCP/IP
Controller/Power Unit 1
(PC104 / Linux)
Ethernet 100 BaseT
TCP/IP
Controller/Power Unit 2
(PC104 / Linux)
Datenbank
- Treiber (dII) für API DACORE
('Low Level' und zeitkritische Programmroutinen)
USB 1.1
- Treiber (dII) und API DACORE
- DAQ Software CrashDesigner Plus
(andere auf Anfrage)
- Messdaten im Format
DIAdem und ISO-EGV
USB 1.1
Hub + Speisung
Hub + Speisung
8
8
7
7
6
6
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
A
B
C
D
E
F
G
H
Segment 1: 3x64 Kanäle
A
B
C
D
E
F
G
H
Segment 2B: 3x16 Kanäle
Segment 2A: 3x48 Kanäle
TEDS:
- Kalibrierdaten
- Position des Crash-Elementes
- Seriennummer des Sensors und MICRODAU®-Moduls
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Bild 14: Allgemeines Konzept zur Datenerfassung
Bild 15: Controller-/Power-Einheit für ein Segment
MICRODAU® und SmartCrash® sind eingetragene Warenzeichen der Kistler Holding AG.
DIAdem ist ein Produkt von National Instruments.
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Mitgeliefertes Spezialwerkzeug
Spezielles Montagewerkzeug
• Führungsstange D17/M16x240
• Führungsdeckel D36g6717,5x21
• Steckschlüssel
• Hülse D35,8/18,2x65
• Schlüsseleinsatz mit Sechskant
• Stiftschlüssel SW10, I=130 mm
Typ (Mat.-Nr.)
Z17431-613 (65017356)
Z18722-614 (65017357)
Z17431-651 (65017036)
Z17243-658 (65017005)
9472 (18007831)
Z18722-632 (65017358)
Optionales Zubehör
Schutzplatten Standard SmartCrash-Segment
• Holzschutzplatte 123x123x21 mm, inkl. Befestigungsmaterial
Typ (Mat.-Nr.)
Z18722-180 (65017347)
Offset-Block für RCAR/EuroNCAP (Standard SmartCrash-Element)
• Offset-Block 1000x1 000x750 mm, inkl. Montage-/Befestigungsmaterial
• Andere Grössen nach Kundenspezifikation
auf Anfrage
auf Anfrage
RCAR 10 °-Test-Set (Standard SmartCrash-Segment), bestehend aus:
• Frontplatten-Set (12x) 248x248x60 mm, inkl. Montage-/Befestigungsmaterial
• Eckelement-Set (8x) r=150 mm, inkl. Montage-/Befestigungsmaterial
Z20512-700 (18010155)
Z20512-750 (18010064)
US NCAP/TRL-Test-Set (2 Stück Standard SmartCrash-Segmente), bestehend aus:
• Holzschutzplatte 123x123x21 mm, Holzschutzplatte 123x164x21 mm
• Klemmleiste 998x36x8 mm (4 Stück), inkl. Montage-/Befestigungsmaterial
Z21223-720 (18010408)
EuroNCAP-Test-Set (Standard SmartCrash-Segment), bestehend aus:
• Montageleiste oben 998x123x21 mm, Montageleiste unten 998x123x21 mm
• Klemmleiste 998x60x8 mm (2 Stück), inkl. Montage-/Befestigungsmaterial
Z20695-710 (18010104)
Sonstige Ersatzteile
• Kundenspezifische Adaptionen und Zubehör
auf Anfrage
Bestellschlüssel
Typ 965
Gesamt-Crashwand
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Typ 9350A
AQ
Q
Crash-Kraftmesselement
Smart (integrierte Datenerfassung/
-speicherung)
5
Kundennummer intern
Kundennummer intern
01
...
Typ 965
A
3-Komponenten
3
Smart (integrierte Datenerfassung/
-speicherung)
3
Version (intern)
...
Q
Crash-Segment
Smart (integrierte Datenerfassung/
-speicherung)
5
Anzahl Crash-Kraftmesselemente
Kundennummer intern
Kundennummer intern
01
...
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