Konferenzschriften (Kongressbeiträge, Tagungsbeiträge-Abstracts)

Anzahl der Treffer: 632
Erstellt: Wed, 27 Mar 2024 23:14:28 +0100 in 0.0860 sec


Jahn, Hannes; Fröhlich, Thomas; Zentner, Lena
Analytical description of transversally symmetric hinges with semicircular contours. - In: Advances in mechanism and machine science, (2024), S. 502-509

Compliant mechanisms are becoming increasingly important, especially in force measurement and weighing technology, due to their zero backlash, wear resistance, and zero friction. Their deformation under external forces can be analyzed well with analytical calculations and FEM simulations. Analytically, only mechanisms with symmetrical and longitudinally symmetrical hinges are described. This paper presents a method that allows transversally symmetric hinges to be described analytically. The model must be computed numerically due to the built neutral fiber and the nonlinearities in the used calculation method. The developed method is then compared with FEM calculations in a parameter study and considered to be validated. Finally, outlooks are formulated on how the created method can for instance be used to develop load cells for later calculations. Moreover, it is shown to what extent it is possible to implement this method for general calculations of compliant mechanisms.



https://doi.org/10.1007/978-3-031-45709-8_49
Rogge, Norbert; Dannberg, Oliver; Kühnel, Michael; Fröhlich, Thomas
A novel EMFC tiltmeter with extended measurement range. - In: 24th IMEKO TC3 International Conference on Measurement of Force, Mass and Torque 2022, (2023), S. 252-257

This work presents a new tiltmeter that utilises the principle of electromagnetic force compensation (EMFC) in order to increase its measurement range and measurement dynamics compared to an uncompensated pendulum tiltmeter. The development included investigations on the design of the pendulum mechanics, the position sensor and the actuators. With the chosen parameters a resolution of 1 μrad in a measurement range of 20 mrad can be achieved currently on a short-term timescale.



Cherkasova, Valeriya; Fröhlich, Thomas
Capacitive calibration capabilities in an EMFC balance. - In: 24th IMEKO TC3 International Conference on Measurement of Force, Mass and Torque 2022, (2023), S. 236-241

The article describes the possibilities of calibrating the force constant in an electromagnetic force compensation (EMFC) load cell using the electrostatic force compensation principle. The static and dynamic principles of calibration of the Kibble balance for the electrostatic force constant, as well as calibration by means of compensation of the electrostatic force by the electromagnetic force, are considered. The combination of the two compensation principles in the load cell allows the measurement of forces in the range of 20 pN to 2.2 mN and ensures traceability to national standards. The relative uncertainty in the measurement of forces of about 100 nN is estimated to be about 0.001.



Pabst, Markus; Fröhlich, Thomas
Centre of gravity measuring device. - In: 24th IMEKO TC3 International Conference on Measurement of Force, Mass and Torque 2022, (2023), S. 138-143

This paper describes a new method to measure the height of the centre of gravity of high-sensitive mass artefacts. A measuring device is presented and tested with mass samples of various shapes and densities. The results of the measurements are compared to the geometrical estimated heights of the centre of gravity and further developments of the new instrument are presented.



Darnieder, Maximilian; Wittke, Martin; Pabst, Markus; Fröhlich, Thomas; Theska, René
Monolithic compliant mechanism for an EMFC mass comparator weighing cell. - In: Engineering for a changing world, (2023), 1.4.112, S. 1-14

Mass comparator weighing cells based on electromagnetic force compensation (EMFC) find application in the most demanding force and mass measurement applications. The centerpiece of these devices is a highly sensitive compliant mechanism with thin flexure hinges. The compliant mechanism forms the mechanical part of the mechatronic overall system. A novel mechanism based on an advanced adjustment concept has been developed, manufactured, and experimentally investigated. The adjustment is designed to further reduce the measurement uncertainty for mass comparisons by canceling out first-order error components. The focus is on the mechanical properties: stiffness, tilt sensitivity, and off-center load sensitivity. The elastic stiffness of the compliant mechanism is compensated by introducing a negative gravitational stiffness to enable the compensation of manufacturing deviations and to increase mass resolution.



https://doi.org/10.22032/dbt.58738
Marin, Sebastian; Augustin, Silke; Hein, Georg; Fröhlich, Thomas
Uncertainty of temperature measurement on road samples :
Unsicherheit der Temperaturmessung an Fahrbahnproben. - In: Messunsicherheit praxisgerecht bestimmen – Prüfprozesse in der industriellen Praxis 2023, (2023), S. 221-236

https://doi.org/10.51202/9783181024287-221
Beerel, Joseph; Bartz, Frederik; Fröhlich, Thomas
Messunsicherheit einer Kalibriereinrichtung für Wärmestromsensoren - Unsicherheit der Temperaturdifferenz. - In: Messunsicherheit praxisgerecht bestimmen – Prüfprozesse in der industriellen Praxis 2023, (2023), S. 147-160

https://doi.org/10.51202/9783181024287-147
Bartz, Frederik; Beerel, Joseph; Fröhlich, Thomas; Gehrmann, Stephan
Kalibrierung eines Wärmestromsensors - Prozess, Einflüsse und die Unsicherheit. - In: Messunsicherheit praxisgerecht bestimmen – Prüfprozesse in der industriellen Praxis 2023, (2023), S. 131-146

https://doi.org/10.51202/9783181024287-131
Augustin, Silke; Fröhlich, Thomas; Marin, Sebastian; Balzer, Felix; Hölzel, Sara
Unsicherheit bei der Bestimmung der Oberflächentemperatur bei Messungen mit Koordinatenmessgeräten. - In: Messunsicherheit praxisgerecht bestimmen – Prüfprozesse in der industriellen Praxis 2023, (2023), S. 95-108

https://doi.org/10.51202/9783181024287-95
Pabst, Markus; Fröhlich, Thomas; Hilbrunner, Falko
Planck-Erweiterung für hochgenaue Vakuum-Massekomparatoren : ein Konzeptnachweis. - In: Messunsicherheit praxisgerecht bestimmen – Prüfprozesse in der industriellen Praxis 2023, (2023), S. 17-28

Im Rahmen dieser Arbeit wird eine technische Umsetzung zur Bestimmung der Masse nach der neuen Definition des Internationalen Einheitensystems (SI) von 2019 beschrieben. Als Grundlage dient ein handelsüblicher Hochvakuum Prototyp Massekomparator der Firma Sartorius. Mit Massekomparatoren wurden Kilogramm Prototypen, wie das Urkilogram (ℜ), mit anderen Kilogramm Massenormalen direkt verglichen, um eine Kalibrierkette zu realisieren. Nach der Neudefinition des SI im Jahr 2019 ist das Kilogramm über die Planck-Konstante (h) definiert. Die hier vorgestellte Planck-Erweiterung soll es ermöglichen, durch technische Modifikationen und einigen Zusatzkomponenten, Hochvakuum-Massekomparatoren so umzubauen, dass sie Kilogramm Prototypen und Massenormale nach der neuen Definition kalibrieren können. Zusätzlich soll dadurch eine durchgehende Kalibrierung von Massenormalen im Bereich von 1 mg bis 1 kg nach dem E1-Standard der OIML R 111-1 (2004) ermöglicht werden. Gleichzeitig bleiben alle Funktionen der Massekomparatoren erhalten, wodurch es möglich ist Messungen nach der alten und der neuen Massendefinition miteinander zu vergleichen. Im Verlauf dieser Ausarbeitung wird das Funktionsprinzip der Planck-Erweiterung beschrieben. Weiterhin werden Messergebnisse aus ersten Testmessungen mit einer relativen Standardabweichung von 0,65 ppm gezeigt, analysiert und bewertet. Anhand der Erfahrungen mit der ersten Prototyp-Planck-Erweiterung werden Verbesserungsmöglichkeiten und zukünftige Arbeiten vorgeschlagen.



https://doi.org/10.51202/9783181024287-17