Messung der Temperatur von Bremsscheibe und Radnabe am drehenden Rad, auf der Straße
Kurz zusammengefasst
Thermoelemente, die an der Bremsscheibe und der Radnabe befestigt sind, drehen sich mit dem Rad. Ihre Signale verlassen das Rad über das Wheel Instrumentation System, einen Schleifring mit 4 bis 36 Kanälen, der über eine Platte und Bundmutter auf dem serienmäßigen Rad des Fahrzeugs verschraubt ist, oder über einen batteriebetriebenen Telemetrie-Radsatz. Ein Thermoelement-Messverstärker auf der rotierenden Seite, AMP-TC-M1 oder MicroTC, ergänzt die Kompensation der Kaltstelle und überträgt eine Spannung mit hohem Pegel über die Kontakte. Der Versuch findet auf der Straße, auf der Teststrecke oder auf dem Prüfstand statt, bis 2 000 min⁻¹.
- 4 bis 36
- Kanäle am Schleifring des Wheel Instrumentation System
- 2 000 min⁻¹
- maximale Drehzahl des Wheel Instrumentation System
- 10 mV/°C
- Ausgang des mitrotierenden Messverstärkers AMP-TC-M1
Signalpfad
Die Thermoelementleitungen können nicht direkt von der rotierenden Scheibe zum Aufzeichnungsgerät geführt werden. Ein Schleifring stellt die elektrische Verbindung zwischen der rotierenden und der feststehenden Seite her. Das Wheel Instrumentation System montiert ihn außenseitig am serienmäßigen Rad, mit einer Platte und Bundmuttern, die für das Fahrzeug gefertigt sind; am Fahrzeug wird nichts verändert. Sein Stator wird über eine Haltestange an der Karosserie befestigt, und sein Kabel führt zum Datenerfassungssystem.
Die Ringe und Bürsten sind keine Thermoelement-Legierungen. Ein Temperaturunterschied zwischen den Verbindungen des Rotors und denen des Stators erzeugt daher einen Fehler an diesen Kontakten unterschiedlicher Metalle. Ein Messverstärker auf der rotierenden Seite übernimmt die Kaltstellenkompensation und sendet eine Spannung mit hohem Pegel durch die Ringe, die der Gradient nicht beeinflussen kann.
Instrumentierung
| Schleifring | Wheel Instrumentation System, 4, 6, 10, 20 oder 36 Kanäle, 500 mA pro Kanal, 80 mm lang |
|---|---|
| Signale | Dehnungsmessstreifen (DMS), Thermoelement, Spannung, ICP; bis zu 30 Messungen gleichzeitig |
| Drehzahl und Abdichtung | 2 000 min⁻¹; wasserdicht, für Schlamm und Schnee; −40 bis 100 °C |
| Drehgeber | optional, bis zu 1 024 Punkte pro Umdrehung, für Radgeschwindigkeit und -weg am selben Aufbau |
| Steckverbinder | in Militärqualität, am Rotor und Stator |
| Messverstärker | AMP-TC-M1, 1 bis 3 Thermoelemente des Typs E, J, K oder T, 10 mV/°C, ± 10 V, 30 × 20 × 6 mm; oder MicroTC, 1 Thermoelement des Typs K, 5 mV/°C linear, 3,9 g |
| Fahrzeuge | Personenkraftwagen, Nutzfahrzeuge, Lastkraftwagen, Landwirtschaftsfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, auch mit Motor im Rad |
Vorgehen
- 01
Thermoelemente an Scheibe und Radnabe befestigen
An den zu überwachenden Stellen. Die Leitungen werden nach außen ans Rad geführt.
- 02
Den Messverstärker auf der rotierenden Seite montieren
Der AMP-TC-M1 wird geklebt, vergossen oder angespannt am Bauteil befestigt, zwischen den Thermoelementen und dem Schleifring.
Thermoelement-Messverstärker AMP-TC-M1 - 03
Die Baugruppe am Originalrad des Fahrzeugs verschrauben
Platte und Radmuttern mit Bund, für das Fahrzeug gefertigt; Haltestange vom Stator zur Karosserie.
Wheel Instrumentation System - 04
Temperatur zusammen mit der Radgeschwindigkeit aufzeichnen
Das Stator-Kabel geht an das Datenerfassungssystem. Der optionale Drehgeber, bis zu 1 024 Punkte pro Umdrehung, liefert zusätzlich Radgeschwindigkeit und -weg.
Telemetrie-Rad-Set
Wenn kein Kabel zum Rad geführt werden kann, überträgt ein batteriebetriebenes Telemetrie-Rad-Set die Signale von Dehnungsmessstreifen (DMS) und Thermoelementen per Funk. Es ist so konzipiert, dass es an die meisten Radgrößen passt. Die Telemetrie von Michigan Scientific nutzt eine digitale 2,4-GHz-Verbindung mit Fehlerprüfung, mit einer Reichweite von bis zu 4 m in Sichtlinie.
Am Prüfstand, am Wellenende, nimmt ein Schleifring der Baureihe SR den AMP-TCN-X2 auf seinem Rotor auf: ein bis neun Kanäle mit Kaltstellenkompensation pro Modul, 10 mV/°C, Typ K, J oder T.
Ergebnis
Die Temperatur von Bremsscheibe und Radnabe während des Bremsvorgangs, aufgezeichnet am originalen Rad des Fahrzeugs, mit Raddrehzahl, wenn ein Drehgeber montiert ist. Das Signal passiert den Schleifring als Spannung hohen Pegels, 10 mV/°C vom AMP-TC-M1.
Häufige Fragen
Kann ein Thermoelement direkt durch einen Rad-Schleifring angeschlossen werden?
Ja. Der Schleifring des Wheel Instrumentation System hat einen geringen Widerstand und ist für Signale niedriger Spannung wie Thermoelemente ausgelegt. Ein Temperaturgradient über seine Ringe fügt an den Kontakten einen Fehler hinzu, den ein Messverstärker auf der rotierenden Seite beseitigt, indem er stattdessen eine Spannung hohen Pegels sendet.
Muss das Rad gewechselt werden, um die Brementemperatur zu messen?
Nein. Das Wheel Instrumentation System wird über eine Platte und konische Radmuttern, die für dieses Fahrzeug gefertigt sind, auf dem originalen Rad montiert.
Kann die Temperatur der Bremsscheibe ohne Schleifring gemessen werden?
Ja. Ein batteriebetriebenes Telemetrie-Rad-Set sendet die Thermoelementsignale per Funk vom Rad.
Welche Thermoelementtypen akzeptieren die mitrotierenden Messverstärker?
Der AMP-TC-M1 akzeptiert die Typen E, J, K oder T. Der AMP-TCN-X2 akzeptiert die Typen K, J oder T, weitere auf Anfrage. Der MicroTC ist ausschließlich für Typ K ausgelegt.
Ähnliche Anwendungen
Alle Anwendungen-
Temperatur Temperatur an rotierenden Teilen Die Temperatur eines Lagers, eines Kompressors oder einer Bremsscheibe, abgelesen während das Teil unter Last rotiert. -
Bremsen Pedalkraft Die Kraft, die der Fahrer auf das Bremspedal ausübt, ablesbar bis 2 200 N an der Originalpedale. -
Elektro Temperatur in Elektrofahrzeugen Temperaturen an den rotierenden Teilen eines Elektromotors, ausgeleitet über einen Schleifring mit Messverstärkern in seinem Rotor.