Voor een betrouwbare besturing van mobiele machines is een nauwkeurige hoekmeting essentieel.

Speciaal voor dit type vraagstuk ontwikkelde DIS Sensors, in Nederland vertegenwoordigd door Rotero Holland, een dynamische inclinosensor die ongevoelig is voor trillingen en schokken. Door toepassing van de MEMS technologie in combinatie met slimme softwarealgoritmes is de oplossing bovendien niet onnodig complex en daarmee relatief goedkoop.

Inclinosensoren worden industriebreed toegepast om de helling van een machineonderdeel of een oppervlak te meten. In mobiele toepassingen zoals vorkheftrucks, hoogwerkers, kranen en landbouwmachines zijn deze metingen onmisbaar. Op basis van deze realtime gegevens kan het besturingssysteem de commando’s van de machinebediener interpreteren, bijdragen aan een veilige werking en zelfs voor een deel de productie berekenen. Bijvoorbeeld wanneer het gaat om het uitgegraven volume. 

Ideaal in de praktijk

Bovenstaande is echter alleen mogelijk wanneer de meetgegevens van de inclinometers – ook wel elektronische waterpas genoemd – correct en betrouwbaar zijn. De praktijk leert echter dat de vele bewegingen van de machine en andere (externe) factoren, leiden tot trillingen en schokken die de meetresultaten kunnen vervuilen. Dit betekent dat de mobiele machine minder nauwkeurig en minder betrouwbaar kan werken.

Om dit probleem op te lossen, worden vervuilingspieken in de metingen traditioneel afgevlakt middels filteralgoritmes in het besturingssysteem. Daarnaast kunnen aanvullende sensoren een oplossing bieden. Gyroscopen of traagheidssensoren kunnen bijvoorbeeld informatie over de hoek geven maar werken uitsluitend in bewegende systemen. En hoewel gyroscopische metingen geschikt zijn om de verstoorde waarde van een inclinometer te compenseren, zijn er ook nadelen: iedere extra sensor en filter vertraagt het besturingssysteem en verhoogt de productie- en onderhoudskosten.

Eén sensor is de oplossing

Sensor specialist DIS ontwikkelde daarom een volledig nieuw hardware platform dat gebaseerd is op de MEMS chip. MEMS staat voor Micro-Electrical-Mechanical Systems en de betreffende chip combineert zowel de versnellingsmeter als traagheidshoekmeting op drie assen tegelijk. Daarbij is de geïntegreerde controller extern en naar wens aan te passen om alle input- en outputsignalen te verwerken. De afmetingen van deze sensor zijn identiek aan de populaire DIS QG65 range.

De hoek die als afzonderlijk CANopen/J1939-object per as aan het besturingssysteem wordt doorgegeven, is al gyro-gecompenseerd. Dat betekent dat hij schoon is en vrij van de invloed van onechte versnellingen en schokken. Om de taak van maatwerk te vereenvoudigen, zijn vooraf gedefinieerde applicatieprofielen beschikbaar, evenals een gebruiksvriendelijke configuratietool. Tot slot zijn de MEMS-based sensoren eenvoudig te monteren. 

Voorbeeld:

Een mooie toepassing van de dynamische inclinometer is te vinden in een graafmachine waarin de sensor de stand van de graafbak meet. Specifiek graafbakken staan bloot aan uiteenlopende trillingen en (zware) schokken die het meetsignaal kunnen beïnvloeden. Door toepassing van de dynamische inclino zijn de metingen ook bij dit type machine zuiver aan de PLC aan te bieden voor een efficiënte en veilige bediening.