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For the accuracy of inertial navigation systems for indoor localization it is important to get high quality sensor data of the multi-sensor system. This can be realized using high quality sensors or the developed 3D-self-calibration-method for low cost sensors. Based on the calibration procedure of the accelerometer (ACC) and the magnetic field sensor (MAG), the additional integration of the gyroscope (GYRO) leads to a reduction of the indoor positioning error. This improves both the approximation for the accelerometer, the magnetic field sensor and the gyroscope so that the standard deviation of a single sensor is minimized. There are errors in the whole system. To determine these error sources it is important to define the measurement uncertainty. In this paper it is presented that the measurement uncertainty can be reduced by the application of the developed 3D-self-calibration method.
Multichannel measuring systems are used to measure strains and accelerations during drop tests of containments for dangerous goods. Conventional systems require cabling of each sensor and co-falling of the cable harness, causing problems in the test preparation and execution. Promising results of a single cable measuring system, consisting of measuring modules with data bus connection and local data acquisition were presented in a previous study. This paper follows up with results from laboratory and full-scale testing of an further enhanced single cable system for the application in drop tests.----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Vielkanalmesssysteme werden zur Messung von Dehnungen und Beschleunigungen bei Fallversuchen von Gefahrstoffbehältern eingesetzt. Konventionelle Systeme erfordern die Verkabelung jeder einzelnen Messstelle und somit das Mitfallen eines Kabelbaums, wodurch Probleme bei der Versuchsvorbereitung und Durchführung entstehen. In einer vorangegangenen Studie wurden vielversprechende Ergebnisse durch Verwendung eines 1-Kabelmesssystems mit Datenbus und dezentraler Datenspeicherung erzielt. Dieser Artikel beinhaltet weiterführende Ergebnisse aus Labor- und Realversuchen mit einem weiterentwickelten System zur Anwendung bei Fallversuchen.
Multichannel measuring systems are used to measure strains and accelerations during drop tests of containments for dangerous goods. Conventional systems require cabling of each sensor and co-falling of the cable harness, causing problems in the test preparation and execution. Promising results of a single cable measuring system, consisting of measuring modules with data bus connection and local data acquisition were obtained in laboratory investigations and full-scale drop tests.
The Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) is a materials testing apparatus primarily designed for the analysis of viscoplastic material behavior at very high strain rates.
Because of its complexity it is common practice to simplify the underlying exact mechanical theory by making strong assumptions. On the one hand this has to be done to achieve any results at all on the other hand one commits systematic errors. Therefore we utilize different numerical and Simulation methods to analyze and minimize these errors.
The Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) is a method for material characterization which works at strain rates from 102 - 104 1/s. This method can be used for example in the field of military engineering, in the field of deformation technology, automobile indurstry, aerospace industry or in other industrial fields. Controlled tests with the SHPB device enable Information about the dynamic material deformaion behaviour in the named strain rate area. The setup of the SHPB is not standarized and the measurement principle is dependent on simplifications. Due to this amongst others the problem with the dispersion of the measurement signal occurs. Furthermore it is possible that measurement uncertainties appear caused by the misalignment of the SHPB setup. In this work the influence of the alignment and a dispersion correction by pulse shaping is presented. On the one side for the alignment calibration tests are done. And on the other side for the dispersion influence correction with pulse shaping tests are done with TiA16V4. This material was choosen due to the fact that it can be compared with existing literature data.
Dehnungsmessstreifen (DMS) gehören zu den Standardsensoren beim Messen mechanischer Größen.
Sie finden Ihre Anwendung auf unterschiedlichen Gebieten, als sensorische Komponente in
Messaufnehmern (z.B. Wägezelle, Kraftaufnehmer) oder für Dehnungsmessungen im Bereich der
Strukturüberwachung unter anderem an Brücken oder Bauwerken. Sie werden in verschiedenen Größen
geliefert und mit entsprechenden Klebstoffen auf der Objektoberfläche des Messobjekts an der jeweiligen
Messstelle angebracht und an das Messsystem angeschlossen. Dieser Aufbau wird bei den
verschiedenen Anwendungen unterschiedlichen Temperaturen und Umwelteinflüssen ausgesetzt. Dabei
wird das System DMS/Klebstoff in seinen Eigenschaften verändert und das Ergebnis der
Dehnungsmessung beeinflusst. Beispielsweise kann es zu einer Verfälschung der Messergebnisse
kommen, wenn der Klebstoff die Dehnung des Messobjekts nicht vollständig auf den DMS überträgt, oder
es kann eine Nullpunktverschiebung der Dehnungsmessung auftreten.
An der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung werden Fallversuche von Lager- und
Transportbehältern durchgeführt. Für diese werden Dehnungsmessstreifen auf den Behälter angebracht
um die Dehnung bzw. Verformung zu messen. Bei den Versuchen werden verschiedene Parameter
berücksichtigt: Neben unterschiedlichen Fallhöhen (u.a. 9 m und 1 m) wird auch der Temperatureinfluss
auf den Fallversuch z.B. bei -40 °C oder +100 °C untersucht. Zur Applizierung von DMS auf
Objektoberflächen gibt es für verschiedene Anwendungsbedingungen (DMS-Typ, Objektoberflächenbeschaffenheit,
Einsatztemperatur) von den DMS-Herstellern jeweils empfohlene Klebstoffe.
Insbesondere für Anwendungsfälle mit hochdynamischer Belastung (Fallversuche, Crash-Tests) und
großem Temperaturbereich ist es erforderlich, dass die Dehnungsmessstreifen zuverlässige Werte
ausgeben. Dies ist nur gegeben, wenn der Klebstoff eine gute Verbindung zwischen Messobjekt und
Dehnungsmessstreifen herstellt.
Introduction in the system of the Split Hopkinson pressure bar and the validation of the method
(2012)
The Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) or
Kolsky Bar is known as a method for analysing
mechanical properties of a material under dynamic
load. Referring to the name it is a splitted
Hopkinson Pressure Bar. The Hopkinson Bar is
related to its inventor Bertram Hopkinson (1914).
He used it to analyze stone samples under dynamic
load. Later his construction was improved by
Davies (1948) [1] and Kolsky (1949) [2], who had
the idea to split the bar and put a sample in
between.
The technique is used to measure a lot of
different mechanical properties of a material e.g.
the dynamic Youngs modulus, deformation
behaviour or to chart the dynamic stress-strain
diagram. Further applications are the measurement
of the elastic wave and the analysis of the
propagation of the wave [2]. In the last years there
was still an interest in measuring dynamic
properties with a SHPB. Nevertheless no
comprehensive validation of the system exists.
Another problem is that the stress and the strain in
the sample are only calculated with simplified
estimations.
The aim of this paper is to give a first
impression of important points validating the
system. On account of different setups of the
SHPB a validation of the used system is necessary.
Hence it is important to look at the theory. Further
in this paper the measurement results will be
shown in a strain over time diagram.