Linearität

Die Linearität beschreibt die größtmögliche Abweichung der realen Kennlinie von der idealen Gerade.
Die Angabe erfolgt in Prozent relativ zur Nennkraft.
Bei Referenzkraftaufnehmern (U15, Top Class Aufnehmer, …) mit allerhöchsten Genauigkeiten wird oft kein Linearitätsfehler angegeben, da hier nicht mit einem Kennwert, sondern mit einem Polynom oder mit Stützstellen gearbeitet wird. In diesem Fall wird die so genannte Interpolationsabweichung angegeben, also die maximale Abweichung von der gefitteten Kurve.
Außerdem gilt bei Referenzkraftaufnehmern, dass angegeben wird, welche Messgenauigkeit der Kraftaufnehmer bei einer Kalibrierung mindestens erreichen wird. Da hierzu die Vorgaben der internationalen Richtlinie ISO376 herangezogen werden, ist die Angabe bei HBM in den technischen Datenblättern entsprechend. Das heißt, dass sich die Angabe zur Linearität auf den Ist-Wert bezieht, also relativ zum Messwert ist.
Kraftaufnehmer für den Einsatz im industriellen Bereich oder zur experimentellen Mechanik richten sich nach der VDI/VDE 2638. Hierbei ist die Linearität auf die Nennkraft bezogen.

Beispiel:


Ein Kraftaufnehmer weist bei 20 % der Nennkraft (1000 N) eine Linearitätsabweichung von 0,2 N auf. Relativ zum Endwert ist damit die Linearitätsabweichung 0,02 %. Relativ zum Ist-Wert ist die Abweichung auf Basis von 200 N zu berechnen und liegt bei 0,1 %. Dies ist der fünffache Wert.

Zur Linearität: Die blaue Linie ist die ideale Gerade, die rote Linie ist die tatsächliche Kennlinie. „a“ ist die Abweichung. Für das Datenblatt wird „a“ relativ zur Nennkraft angegeben.

Der Linearitätsfehler lässt sich in der Praxis sehr stark einschränken, wenn der Kalibrierbereich des Aufnehmers geschickt gewählt wird. Wird ein Kraftaufnehmer mit einer Nennkraft von 100 kN z. B. bei 50 kN genutzt, so kann die Kalibrierung in diesem Bereich erfolgen. Hierdurch halbiert sich der Fehler, da der Linearitätsfehler nunmehr auf Basis des Kalibrierbereichs berechnet werden kann.

HBM Kraftaufnehmer

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