Welche Challenge gibt es beim Drehmoment messen am e-Bike.

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Posted by Steffen Witzemann - 06 Juli, 2018

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In vielen Foren findet man sehr viele Fragen rund um den Drehmomentsensor bei Pedelec oder E-Bike Anwendungen. Sehr schnell ergeben die meisten Fragen ein sehr klares Bild rund um die Herausforderungen bei der Drehmomentmessung. Die wohl größte Herausforderung bei der Drehmomentmessung an sich ist die drehende oder rotierende Welle. 

Lesen Sie hier mehr über die allgemeine Funktionsweise von Drehmomentsensoren  im e Bike und die verschieden Technologien!

Welche Schwierigkeiten gibt es bei Drehmoment messen

Viele Sensorprinzipien sind darauf ausgelegt dass sich die Stelle an der Sie messen nicht verändert. Ein Sensor wandelt eine physikalische Größe in eine elektrische Größe um. Wenn sich neben der physikalischen Größe noch weitere Einflussfaktoren auf den Sensor verändern die einen Einfluss auf das Messsignal haben dann ist das Messsignal nicht mehr eindeutig und bekommt einen entsprechenden Messfehler. Für die Funktionsfähigkeit eines Sensors ist es wichtig, dass diese Störgröße im Verhältnis zu dem Messsignal sehr klein ist. Wenn das nicht der Fall ist, dann ist der Sensor nicht in der Lage, die physikalische Messgröße definiert aufzulösen und somit unbrauchbar für den Einsatz.

Bei Drehmomentsensoren in Pedelec Anwendungen ist eine der großen Herausforderungen die rotierende Welle. Durch die Rotation der Messwelle verändert sich zu jedem Drehwinkel die Position der Messstelle für den Drehmomentsensor. Diese drehende Welle stellt jeden Drehmomentsensor im e Bike vor eine besondere Herausforderung. 

Was muss beachtet werden bei der Entwicklung von Drehmomentsensoren im E-Bike 

Das wichtigste Kriterium bei der Entwicklung eines Drehmomentsensors für E-Bike Anwendungen ist daher diese Messunfähigkeit aufgrund der drehenden Welle zu minimieren. Dieser Messfehler wird im allgemeinen als "RSN, Rotational Signal Nonuniformity" oder auch "RSU Rotational Signal Uniformity" genannt. Es gibt viele Einflussfaktoren auf die RSN einer sich drehenden Welle. Die heute auf dem Markt erhältlichen Drehmomentsensoren basieren in der Regel auf dem Magnetostriktiven oder auch Invers Magnetostriktiven Messprinzip. Dieses Messprinzip basiert darauf dass sich aufgrund von mechanischem Stress auf einen Ferromagnetischen Messkörper sich dessen Magnetischen Eigenschaften verändern. 

Die Änderung der Magnetischen Eigenschaften einer Welle hängt von verschiedenen Faktoren ab, so ist es z.B. wichtig welche Materiallegierung eingesetzt wird, welche Härte das Material hat und welche intrinsische Magnetisierung vorhanden ist. Diese Eigenschaften können um den Umfang der Welle variieren und sind somit verantwortlich für unterschiedliche Messbedingungen und können damit die oben genannte RSN verantworten. 

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Es ist daher sehr wichtig die Messwelle von Anfang richtig zu dimensionieren, d.h. die Wahl der richtigen Materiallegierung, die Wahl der richtigen Härte und vor allem auch die Herstellmethoden der Welle. Wer sich mit Drehmomentsensoren beschäftigt, muss sehr tief in die Materialwissenschaften einsteigen und neben den mechanischen Eigenschaften der Werkstoffe auch ein breites Verständnis aufbauen für die magnetischen Eigenschaften. 

Die Firma Magnetic Sense hat ein kompetentes Team, welches sich sehr intensiv mit diesen Messfehlerverhalten beschäftigt, und von Anfang an mithelfen kann bei der Dimensionierung der richtigen Messwelle. 

Informieren Sie sich hier mehr zum Thema: Drehwinkelsensor im e Bike

 

Topics: Drehmomentsensor, E-Bike Sensor, Pedelec Sensor, Winkelsensor

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