Testilaitteen voimanmittaus

Abstract

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli hankkia voimanmittauslaitteisto toimeksiantajan valmistamien testilaitteiden verifioimiseen. Toimeksiantaja tarvitsi laitteiston, joka mittaa mekanismeihin kiinnitettyjen pienten sylintereiden ja askelmoottoreiden tuottamaa puristusvoimaa käyttöympäristössään.

Toimeksiantajan vaatimukset laitteistolle olivat, että mittari näyttää mittauksen dynaamisena voimakäyränä, mittaustapahtuman nopeus on vähintään 1 kHz ja mittausepävarmuus on pienempi kuin 3 %. Lisäksi määriteltiin, että anturipäiden tulee olla mahdollisimman pieniä, jotta ne mahtuvat testilaitteessa testattavalle tuotteelle tarkoitettuun tilaan. Näitä kriteerejä käyttäen selvitettiin, oliko kotimaisilla markkinoilla valmiita, tähän tarkoitukseen sopivia laitteistoja tai laitekokoonpanoja. Varauduttiin myös siihen vaihtoehtoon, että mittalaitteisto jouduttaisiin suunnittelemaan ja ohjelmoimaan itse.

Maahantuojien sivustoja tutkimalla selvisi, ettei valmiita laitteistoja ollut saatavilla. Muutamilla maahantuojilla oli valikoimassaan pienikokoisia antureita ja niiltä pyydettiin tarjoukset mittalaitekokonaisuudesta. Tarjousten perusteella löydettiin toimittaja, joka pystyi tarjoamaan valikoimissaan olevista laitteista vaatimusmäärittelyn mukaisen kokoonpanon: Anturipäät olivat tarpeeksi pieniä, mittauksen nopeus ja tarkkuus oli riittävä. Laitekokoonpano oli hyvin helppokäyttöinen eikä vaatinut koodausosaamista, vaan toimi tietokoneeseen asennettavalla valmiilla ohjelmistolla, joka piirsi dynaamista voimakäyrää.

Laitekokoonpano ja siihen liittyvä ohjelmisto testattiin alustavasti ja sen todettiin toimivan halutulla tavalla. Itse työssä onnistuttiin hyvin. Toimeksiantaja sai mittalaitteiston, jossa on kaikki vaaditut toiminnot. Sopiva laitteisto löytyi kohtuullisen helposti, ja kustannukset olivat murto-osan siitä, mitä olisi kulunut, jos laitteisto olisi suunniteltu ja ohjelmoitu toimeksiantajan resursseilla.