Untersuchung des statischen und dynamischen Verhaltens ...

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VERGLEICH DER NEUEN UND ALTEN MUSKELMODELLE 18 Abbildung 11 Der alte Versuchsstand (Frontansicht) 3.2 Messtechnik / Datenerfassung mit dem PC Die Erfassung der Messdaten erfolgt mittels einer Multifunktions- A – D, D – A Wandler PCI - Messkarte, PCI 6023E, von National Instruments. Sie besitzt acht analoge und acht digitale Ein-/Ausgänge. Bei den Versuchen mit dem alten Versuchsstand galt es drei Messgrössen aufzuzeichnen: • Zeit • Verkürzung des Muskels • Luftdruck im Muskel / Zuleitung Ein Zeitgeber ist in der Messkarte selbst enthalten, aber auch LabView bietet die Möglichkeit, eine mitlaufende Uhr zu programmieren und die aktuellen Werte aufzuzeichnen. Letztere Variante fand in unserer Messung Anwendung. Die Verkürzung des Muskels ist proportional zur Verdrehung der Umlenkrolle. STUDIENARBEIT PNEUMATISCHE MUSKELN MARTIN HILSE & CHRISTOPH GUTBROD
VERGLEICH DER NEUEN UND ALTEN MUSKELMODELLE 19 Somit bietet sich hier die Möglichkeit, durch ein Drehpotentiometer diese Messgrösse in einen Spannungswert umzuwandeln, der von der Messkarte erfasst werden kann. Der Luftdruck wird durch Drucksensoren gemessen. Technische Daten der Sensorik: • Analoges Drehpotentiometer der Firma Megatron, Drehwinkel 0° - 340°, Genauigkeit 0,01%, Linearitätstoleranz < 0,1%, Spannungsversorgung 5V, Ausgabespannung 0 – 4V. • Drucksensor der Firma Envec, Messbereich 0 – 10 bar, Spannungsversorgung 5V, Ausgabespannung 0 – 5V. Somit haben wir folgende Eingangskanäle als Analogeingänge in der Messkarte eingerichtet: • Winkelmesser • Drucksensor 1 • Drucksensor 2 Da die Spannungswerte sowohl vom Drehpotentiometer als auch von den Drucksensoren im Bereich von –1 bis +5 Volt liegen, können wir auf einen Messverstärker verzichten und die Messkarte direkt mit der Sensorik verbinden. 3.2.1 Kalibrierung des Winkelsensors Die Kalibrierung des Winkelsensors wurde durch mehrmalige direkte Messung der Verkürzung am Muskel und das Ablesen der Messanzeige für die vom Drehpotentiometer gelieferten Spannungswerte vorgenommen. Zur Kalibrierung benutzten wir den am Institut vorhandenen Versuchsstand. Es wurde ein Muskel (MAS 20-200) im Versuchsstand montiert und mit einem Gewicht von 1 kg beaufschlagt. Durch die angebrachte Masse wird der Dyneema Faden gespannt und die Umlenkrolle überträgt die Längenänderungen des Muskels beim „Auf- und Abblasen“ ohne Abweichungen. Bei nicht gespanntem Dyneema Faden würden durch die Trägheit der Umlenkrolle und die Reibung in der Lagerung der Umlenkrolle Abweichungen auftreten. Zur Kalibrierung wurden fünf Messungen durchgeführt. STUDIENARBEIT PNEUMATISCHE MUSKELN MARTIN HILSE & CHRISTOPH GUTBROD
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ANHANG 87 7 Anhang 1. Messkarten Pi
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