Summary
In this paper the functionality and development of an elasto-optical force sensor based on a Nd:YAG laser crystal are described. This sensor is characterized mainly by its high linearity over a wide measurement range. The sensor is also able to measure highly dynamic compressive forces, that were generated by a piezoelectric actuator for the presented measurements. This measurement requires a special signal processing, based on the Hilbert transformation.
Zusammenfassung
In diesem Artikel werden die Funktionsweise und der Aufbau eines elastooptischen Kraftsensors auf Basis eines Nd:YAG-Laserkristalls beschrieben. Dieser Sensor zeichnet sich vor allem durch seine hohe Linearität über einen großen Messbereich aus. Es wird gezeigt, dass damit auch hochdynamische Druckkräfte, welche durch einen Piezoaktor erzeugt werden, gemessen werden können. Diese Messung erfordert eine spezielle Signalverarbeitung, die auf der Hilbert-Transformation aufbaut.
Similar content being viewed by others
Literatur
Bauer, H. (1991): Lasertechnik. Würzburg: Vogel
Bimberg, D., et al. (1977): Laser in Industrie und Technik. Esslingen, Deutschland: Technische Akademie Esslingen
Frede, M. (2001): Effective Pumping Scheme for Nd:YAG. Hannover, Deutschland: Laser Zentrum Hannover
Holzapfel, W. (2000a): Nd:YAG-Laser sensieren Kraftvektoren mit hoher Auflösung und großer Messbandbreite. Fellbach, Deutschland: LaserOpto
Holzapfel, W. (2000b): Hochauflösende breitbandige Kraftmessung mit Laserwandlern. Kassel: Wägen, Dosieren und Mischen
Holzapfel, W., Finnemann, M. (1993): High-resolution force sensing by a diode-pumped Nd:YAG laser. Washington D.C., USA: Optical Society of America
Holzapfel, W., Hou, L., Neuschäfer-Rube, S. (2000): Error effects in microlaser sensors. Wien, Österreich: IMEKO
Holzapfel, W., Settgast, W. (1990): Kraftmessende Lasersensorik mit frequenzanaloger Signalwandlung. Freiburg, Deutschland: Technisches Messen
Kay, S. (1993): Statistical Signal-Processing. New Jersey, USA: Prentice Hall PTR
Wolf, H. (1976): Spannungsoptik. Berlin, Deutschland: Springer-Verlag
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Arminger, B., Oppermann, K. & Zagar, B. Messung hochdynamischer Kräfte mithilfe eines elastooptischen Kraftsensors. Elektrotech. Inftech. 127, 274–278 (2010). https://doi.org/10.1007/s00502-010-0774-6
Received:
Accepted:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/s00502-010-0774-6