Drehmomentsensoren: Aufbau, Funktionsweise und Arten

Question 1

Welches Grundprinzip liegt der Funktion eines induktiven Drehmomentsensors zugrunde?

Accepted Answer

Elektromagnetische Induktion

Answer

Piezoelektrischer Effekt

Answer

Hall-Effekt

Answer

Dehnungsmessstreifen

Question 2

Welches Material wird typischerweise für Dehnungsmessstreifen in Drehmomentsensoren verwendet?

Accepted Answer

Konstantan

Answer

Stahl

Answer

Aluminium

Answer

Kupfer

Question 3

Welcher Vorteil resultiert aus der Verwendung eines Drehmomentsensors mit digitaler Schnittstelle?

Accepted Answer

Vereinfachte Datenverarbeitung

Answer

Erhöhte Genauigkeit

Answer

Reduzierter Rauschpegel

Answer

Geringerer Platzbedarf

Question 4

Welchen Vorteil bietet die Verwendung von Drehmomentsensoren mit nicht-linearem Messbereich?

Accepted Answer

Erhöhte Genauigkeit im niedrigen Drehmomentbereich

Answer

Geringere Kosten

Answer

Verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis

Answer

Erweiterter Messbereich

Question 5

Wie wird bei einem Drehmomentsensor mit Dehnungsmessstreifen das Drehmoment gemessen?

Accepted Answer

Durch Messung der Spannung an den Dehnungsmessstreifen

Answer

Durch Messung des Widerstands der Dehnungsmessstreifen

Answer

Durch Messung der Induktivität der Dehnungsmessstreifen

Answer

Durch Messung der Kapazität der Dehnungsmessstreifen

Question 6

Welches Element eines Drehmomentsensors mit Drehfeder trägt maßgeblich zur Empfindlichkeit des Sensors bei?

Accepted Answer

Drehfeder

Answer

Dehnungsmessstreifen

Answer

Drehgeber

Answer

Kompensationswiderstand

Question 7

Welche der folgenden Aussagen über die Verwendung von Drehmomentsensoren in der Robotik ist zutreffend?

Accepted Answer

Alle oben genannten Aussagen

Answer

Ermöglicht eine präzise Kraftregelung.

Answer

Verbessert die Effizienz des Roboters.

Answer

Erhöht die Sicherheit.

Question 8

Welches Kalibrierverfahren wird typischerweise bei Drehmomentsensoren angewendet?

Accepted Answer

Alle oben genannten Verfahren

Answer

Nullpunktabgleich

Answer

Mehrpunktkalibrierung

Answer

Referenzpunktkalibrierung

Question 9

Welches physikalische Prinzip liegt Drehmomentsensoren mit Dehnungsmessstreifen zugrunde?

Accepted Answer

Piezoresistiver Effekt

Answer

Induktive Kopplung

Answer

Kapazitiver Effekt

Answer

Magnetische Induktion

Question 10

Nennen Sie einen typischen Einsatzbereich für Drehmomentsensoren.

Accepted Answer

Drehmomentmessung in Motoren und Antriebssystemen

Answer

Kraftmessung in Schließmechanismen

Answer

Positionsbestimmung in Robotergelenken

Answer

Temperaturmessung in Schaltschränken

Question 11

Welche Größe ist entscheidend für die dynamische Charakterisierung von Drehmomentsensoren?

Accepted Answer

Eigenfrequenz

Answer

Bandbreite

Answer

Dämpfung

Answer

Steifigkeit

Question 12

Was ist ein Vorteil von Drehmomentsensoren mit drahtloser Datenübertragung?

Accepted Answer

Berührungslose Messung

Answer

Hohe Messpräzision

Answer

Geringe Anfälligkeit für Umgebungseinflüsse

Answer

Kompakte Bauweise

Question 13

Zur Messung von Drehmomenten wird welcher Sensortyp verwendet?

Accepted Answer

Dehnungsmessstreifen-Drehmomentsensor

Answer

Beschleunigungssensor

Answer

Temperatursensor

Answer

Drucksensor

Question 14

Welches Messprinzip liegt Dehnungsmessstreifen-Drehmomentsensoren zugrunde?

Accepted Answer

Widerstandsänderung

Answer

Piezoelektrischer Effekt

Answer

Induktiver Effekt

Answer

Kapazitiver Effekt

Question 15

Wie kann der Messbereich eines Drehmomentsensors erweitert werden?

Accepted Answer

Durch alle oben genannten Methoden

Answer

Durch Hinzufügen eines Verstärkers

Answer

Durch Parallelschaltung mehrerer Sensoren

Answer

Durch Verwendung eines Hebels

Question 16

Welcher der folgenden Sensoren eignet sich am besten für die Messung von hochdynamischen Drehmomenten?

Accepted Answer

Piezoelektrischer Drehmomentsensor

Answer

Dehnungsmessstreifen-Drehmomentsensor

Answer

Induktiver Drehmomentsensor

Answer

Magnetoresistiver Drehmomentsensor

Question 17

Wie funktionieren induktive Drehmomentsensoren?

Accepted Answer

Sie messen die Änderung der Induktivität in einer Spule aufgrund des Drehmoments.

Answer

Sie messen die Änderung der Kapazität in einem Kondensator aufgrund des Drehmoments.

Answer

Sie messen die Änderung des Widerstands in einem Dehnungsmessstreifen aufgrund des Drehmoments.

Answer

Sie messen die Änderung der Lichtintensität in einer Fotozelle aufgrund des Drehmoments.

Question 18

Welche Aussagen über Drehmomentsensoren mit piezoelektrischen Kristallen sind falsch?

Accepted Answer

Sie sind kostengünstig.

Answer

Sie haben eine hohe Empfindlichkeit.

Answer

Sie haben einen großen Dynamikbereich.

Answer

Sie können sowohl statische als auch dynamische Drehmomente messen.

Question 19

In der industriellen Automatisierung werden Drehmomentsensoren eingesetzt, um Roboterarme zu überwachen. Erläutern Sie, warum Drehmomentsensoren für diese Anwendung unerlässlich sind.

Accepted Answer

Sie ermöglichen präzise Bewegungen, indem sie das Drehmoment überwachen und sicherstellen, dass es innerhalb der zulässigen Grenzen liegt.

Answer

Sie kalibrieren Werkzeugmaschinen, um genaue Schnitte zu gewährleisten.

Answer

Sie messen das Drehmoment von Elektromotoren, um die Leistung zu optimieren.

Answer

Sie überwachen Förderbänder, um Überlastungen zu verhindern.

Question 20

Welches Messprinzip wird bei Drehmomentsensoren mit DMS (Dehnmessstreifen) verwendet?

Accepted Answer

Resistiv

Answer

Induktiv

Answer

Kapazitiv

Answer

Piezoelektrisch

Question 21

Welche Art von elektrischem Signal wird typischerweise von einem Drehmomentsensor ausgegeben?

Accepted Answer

Spannung

Answer

Strom

Answer

Impuls

Answer

Frequenz

Question 22

Welcher Sensortyp misst das Drehmoment ohne direkten Kontakt zur rotierenden Welle?

Accepted Answer

Wirbelstromsensor

Answer

Drehmomentzelle

Answer

Drehschwingungssensor

Answer

Drehstab

Question 23

Welche Maßeinheit ist für die Angabe von Drehmomenten üblich?

Accepted Answer

Newtonmeter (Nm)

Answer

Watt (W)

Answer

Joule (J)

Answer

Pascal (Pa)

Question 24

Für welche Anwendung eignen sich Drehmomentsensoren besonders gut?

Accepted Answer

Drehmomentabhängige Regelung von Maschinen

Answer

Messung von Temperaturen

Answer

Überwachung von Maschinendrehzahlen

Answer

Erfassung von Durchflussraten

Question 25

Welche Aufgabe erfüllt ein Drehmomentschlüssel mit integriertem Drehmomentsensor?

Accepted Answer

Präzises Anziehen von Verschraubungen mit vorgegebenem Drehmoment

Answer

Ermittlung von Drehwinkeln

Answer

Durchführung von Drehmomentmessungen

Answer

Analyse von Maschinenschwingungen

Question 26

Welche Art von Drehmomentsensor nutzt Dehnungsmessstreifen als Sensorelement?

Accepted Answer

Drehmomentzelle

Answer

Drehschwingungssensor

Answer

Drehstab

Answer

Wirbelstromsensor

Question 27

Welches Material findet häufig Verwendung bei der Herstellung von Drehstäben in Drehmomentsensoren?

Accepted Answer

Stahl

Answer

Kunststoff

Answer

Aluminium

Answer

Glasfaser

Question 28

Auf welchem physikalischen Prinzip beruht die Funktionsweise von Drehschwingungssensoren?

Accepted Answer

Änderung der Resonanzfrequenz

Answer

Piezoresistenz

Answer

Dehnungsmessung

Answer

Wirbelstromerzeugung

Question 29

Welche Einheit wird zur Angabe des Drehmoments verwendet?

Accepted Answer

Newtonmeter (Nm)

Answer

Pascal (Pa)

Answer

Watt (W)

Answer

Joule (J)

Question 30

Welches Kriterium ist bei der Auswahl eines Drehmomentsensors besonders wichtig?

Accepted Answer

Messbereich und Genauigkeit

Answer

Hersteller und Preis

Answer

Farbe und Größe

Question 31

Wie funktioniert ein Drehmomentsensor auf Basis von Dehnungsmessstreifen?

Accepted Answer

Die Verdrehung des Sensors führt zu einer Dehnung der DMS, was eine Änderung des elektrischen Widerstands bewirkt.

Answer

Die Piezokristalle erzeugen eine elektrische Ladung.

Answer

Die induzierten Magnetfelder erzeugen elektrische Spannungen.

Question 32

Welche Komponente ist für die Signalverarbeitung bei Drehmomentsensoren verantwortlich?

Accepted Answer

Messverstärker

Answer

Signalwandler

Answer

Filter

Answer

Kalibrator

Question 33

Welche Maßnahme kann die Messgenauigkeit von Drehmomentsensoren verbessern?

Accepted Answer

Temperaturkompensation

Answer

Verringerung der Auflösung

Answer

Erhöhung der Messrate

Answer

Erweiterung des Messbereichs

Question 34

Welcher Sensor wird zur Messung eines Drehmoments eingesetzt?

Accepted Answer

Drehmomentsensor

Answer

Beschleunigungssensor

Answer

Temperatursensor

Question 35

Welche der folgenden Aussagen über Drehmomentsensoren ist korrekt?

Accepted Answer

Sie können sowohl statische als auch dynamische Drehmomente messen.

Answer

Sie sind nur für die Messung kleiner Drehmomente geeignet.

Answer

Sie haben eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Umgebungseinflüssen.

Question 36

In welchen Bereichen werden Drehmomentsensoren häufig eingesetzt?

Accepted Answer

Maschinenbau, Robotik, Fahrzeugtechnik

Answer

Medizintechnik, Luftfahrt, Bauwesen

Answer

Energietechnik, Telekommunikation, Landwirtschaft

Question 37

Was ist ein Vorteil von berührungslosen Drehmomentsensoren?

Accepted Answer

Sie verursachen keinen Schlupf und keinen Verschleiß an der Welle.

Answer

Sie sind kostengünstig und einfach zu installieren.

Answer

Sie sind sehr genau und haben eine hohe Empfindlichkeit.

Question 38

Wie kann die Genauigkeit von Drehmomentsensoren beeinflusst werden?

Accepted Answer

Durch Temperatureinflüsse, mechanische Belastungen und elektrische Interferenzen

Answer

Durch die Größe des Drehmoments

Answer

Durch die Drehrichtung

Question 39

Welche Sicherheitshinweise sollten bei der Arbeit mit Drehmomentsensoren beachtet werden?

Accepted Answer

Überlast vermeiden, vor mechanischen Beschädigungen schützen, elektrische Anschlüsse prüfen

Answer

Sensoren regelmäßig reinigen

Answer

Sensoren nur in trockenen Umgebungen verwenden

Question 40

Wie funktioniert ein Drehmomentsensor basierend auf Dehnungsmessstreifen?

Accepted Answer

Durch Dehnung des Sensorelements, die eine Änderung des elektrischen Widerstands im Messstreifen bewirkt.

Answer

Durch Induktion einer Spannung im Messstreifen aufgrund von Drehung.

Answer

Durch Verformung eines piezoelektrischen Kristalls, der eine Spannung erzeugt.

Question 41

Welche Drehmomentsensorart ist für Messungen mit hoher Dynamik am besten geeignet?

Accepted Answer

Piezoelektrischer Drehmomentaufnehmer

Answer

Induktiver Drehmomentaufnehmer

Answer

Magnetostriktiver Drehmomentaufnehmer

Answer

Dehnungsmessstreifen-Drehmomentsensor

Question 42

Welche Einheit wird zur Angabe des Drehmoments verwendet?

Accepted Answer

Nm

Answer

N

Answer

J

Answer

W

Question 43

Für welche Anwendung eignet sich ein Drehmomentsensor?

Accepted Answer

Messung des Drehmoments eines Motors

Answer

Messung der Leistung

Answer

Messung der Spannung

Answer

Messung des Stroms

Question 44

Welches Material wird häufig für die Herstellung von Dehnungsmessstreifen verwendet?

Accepted Answer

Konstantan

Answer

Stahl

Answer

Aluminium

Answer

Kupfer

Question 45

Welche Eigenschaft beschreibt einen magnetoresistiven Drehmomentaufnehmer?

Accepted Answer

Sein elektrischer Widerstand ändert sich in Abhängigkeit vom angelegten Magnetfeld.

Answer

Er ist piezoelektrisch.

Answer

Er erzeugt eine Spannung bei Drehung.

Question 46

Welcher Sensortyp dient zur Messung des Drehmoments an einer rotierenden Welle?

Accepted Answer

Drehmomentsensor

Answer

Temperatursensor

Answer

Drehzahlsensor

Answer

Beschleunigungssensor

Question 47

Wie wird das Drehmoment bei einem induktiven Drehmomentsensor ermittelt?

Accepted Answer

Induktion einer elektrischen Spannung in einem Messstab

Answer

Verwendung von Dehnungsmessstreifen

Answer

Änderung der Kapazität zwischen zwei Elektroden

Answer

Erzeugung eines piezoelektrischen Effekts

Question 48

Nennen Sie den Vorteil, den der piezoresistive Effekt bei Drehmomentsensoren bietet.

Accepted Answer

Hohe Empfindlichkeit und geringes Rauschen

Answer

Robustheit

Answer

Kostengünstigkeit

Answer

Große Messbereiche

Question 49

Welcher Sensortyp ermöglicht die Messung von sowohl Drehmoment als auch Winkelgeschwindigkeit?

Accepted Answer

Hybrid-Drehmomentsensor

Answer

Drehzahlsensor

Answer

Drehmomentsensor

Answer

Absolutwertgeber

Question 50

In welcher Branche finden Drehmomentsensoren häufig Anwendung zur Überwachung von Antrieben?

Accepted Answer

Automobilindustrie

Answer

Bauindustrie

Answer

Pharmaindustrie

Answer

Luftfahrtindustrie

Question 51

Welche Qualitätsanforderung ist für Drehmomentsensoren in der Robotik von großer Bedeutung?

Accepted Answer

Genauigkeit

Answer

Kompakte Größe

Answer

Robustheit

Answer

Kosteneffizienz

Question 52

Welche der folgenden Aussagen zum piezoresistiven Prinzip ist falsch?

Accepted Answer

Piezoresistoren ändern ihren Widerstand nicht, wenn sie einer Kraft ausgesetzt werden.

Answer

Das piezoresistive Prinzip beruht auf der Änderung des spezifischen Widerstands eines Materials unter mechanischer Belastung.

Answer

Piezoresistoren werden häufig in Drucksensoren verwendet.

Question 53

Welche Kalibriermethode wird häufig für Drehmomentsensoren verwendet?

Accepted Answer

Referenzdrehmoment

Answer

Spannungsreferenz

Answer

Stromreferenz

Answer

Drehwinkelreferenz

Question 54

Welcher Vorteil ist mit der Verwendung von Drehmomentsensoren verbunden?

Accepted Answer

Verbesserte Prozesssteuerung

Answer

Geringere Kosten

Answer

Erhöhte Sicherheit

Answer

Einfachere Wartung

Question 55

Welche Eigenschaft ist für einen Drehmomentsensor mit hoher Dynamik entscheidend?

Accepted Answer

Geringes Trägheitsmoment

Answer

Hohe Auflösung

Answer

Hoher Verstärkungsfaktor

Answer

Geringe Hysterese

Question 56

Welche Aussage beschreibt die primäre Funktion eines Drehmomentsensors?

Accepted Answer

Er misst das Drehmoment, das auf eine Welle oder einen Dorn wirkt.

Answer

Er misst die Drehgeschwindigkeit (Drehzahl) einer Welle oder eines Dorns.

Answer

Er misst die Position einer Welle oder eines Dorns.

Question 57

Welche Art von Sensor wird bei der Mehrheit der Drehmomentsensoren eingesetzt?

Accepted Answer

Dehnungsmessstreifen

Answer

Kapazitive Sensoren

Answer

Piezoelektrische Sensoren

Answer

Induktive Sensoren

Question 58

Welches Material wird zur Herstellung von Dehnungsmessstreifen in Drehmomentsensoren verwendet?

Accepted Answer

Konstantan

Answer

Stahl

Answer

Kupfer

Answer

Aluminium

Question 59

Wie wird die Nenndrehzahl eines Drehmomentsensors festgelegt?

Accepted Answer

Sie wird durch die maximal zulässige Drehgeschwindigkeit der Welle begrenzt, an der er angebracht ist.

Answer

Sie wird durch die höchste Empfindlichkeit des Sensors bestimmt.

Answer

Sie wird durch die kleinste Last begrenzt, die er messen kann.

Question 60

Nennen Sie einen potenziellen Fehler, der bei Drehmomentsensoren auftreten kann.

Accepted Answer

Nichtlinearität

Answer

Interpolationsfehler

Answer

Quantisierungsfehler

Answer

Parallaxenfehler

Question 61

Welche Aussage beschreibt einen Vorteil der Verwendung von Drehmomentsensoren?

Accepted Answer

Sie können in anspruchsvollen Umgebungen eingesetzt werden.

Answer

Sie sind sehr kostspielig in der Anschaffung.

Answer

Sie benötigen eine externe Stromquelle.

Answer

Sie sind ausschließlich für statische Messungen geeignet.