Welches Messprinzip für Aufprallmessung?

Grüß Gott,

ich habe ein Problem mit der richtigen Auswahl der Messtechnik und würde mich freuen, wenn man mich hier ein wenig beraten könnte. Vielleicht hat ja schon jemand Erfahrung gemacht. Ich bin jedenfalls für jede Hilfe dankbar.

Ich schlage mit einem Objekt mit einer Energie von ungefähr 150 Newton seitlich gegen eine aufrecht stehende Holzplatte (etwa 1x1m). Die Holzplatte verformt sich daraufhin.

Ich möchte jetzt herausfinden, an welcher Stelle das Objekt eingeschlagen ist und eine Bewertung abgeben wie stark der Aufprall wirklich war.

Da ich mich leider nicht so gut mit Messtechnik auskenne (ich bin eher der Programmierer), bin ich mir unsicher, welche Messtechnik man nehmen sollte und wie diese anzubringen ist.

Prinzipiell habe ich an DMS Sensoren oder Piezo Vibrationssensoren gedacht. Bevorzugen würde ich ohne besonderen Grund DMS. Diese an alle vier Ecken verteilen und darüber über die Ausschläge berechnen, wie doll und an welcher Stelle das Objekt eingeschlagen ist. Das Problem dabei ist, dass ich auch nicht weiß, ob die Sensoren die Kraft aufnehmen können.

Vielen Dank für die Hilfe
LG Heiti

Spontan dachte ich an einen G-Sensor. z.b sowas: http://www.ozhobbies.eu/arduino/arduino-beschleunigungssensor-shield/

In deinem Fall wohl aber nicht tauglich.

Das mit den Piezo Elementen an allen vier Ecken Funktioniert, nur sind hier die Zeitabstände sehr klein. Sprich wann hat welcher Sensor ausgelöst. Ich hab die Laufzeitmessung mal auf einer Metallplatte umgesetzt und die Zeit Abstände mit einem FPGA erfasst, da dieser parallel arbeitet und die Zeiten getrennt messen kann. Vorraussetzungen ist natürlich, dass die Holzplatte homogen aufgebaut ist, also keine Astlöcher oder einschlüsse im Material hat. Genauso schlecht klappt das, wenn die Holzplatte an einigen Stellen zusammengeklebt ist.

Die Position könntest du auch mit einem Lichtgitter erkennen, je nachdem wie genau das sein soll ist diese Lösung günstig oder Teuer.

Eine weitere Möglichkeit wäre es die Einschlagsposition optisch anhand des Schadens an der Holzplatte zu erkennen. Bzw das Objekt wird vorher mit schwarzem Toner gefärbt, so dass sich ein abdruck ergibt.

Zur Kraftaufnahme kann ich nichts genaues sagen, dazu wäre interessant wie die Holzplatte befestigt wird, eventuell kann man an den Befestigungen die Kraft messen.

Danke schon mal für die ersten Tipps...

das mit dem Piezos und dem FPGA klingt nicht schlecht. Es geht um eine Spannplatte also mehr oder weniger Presspappe mit überall den gleichen Werten (annährend).

Auf der Vorderseite darf nichts angebracht sein, da dies zu unsicher wäre. Ich will den Versuch den wir hier regelmäßig machen versuchen zu automatisieren. Im Moment machen wir es über eine Färbung und dann anschließendes messen.

Wenn ihr die Färbung schon verwendet, dann würde ich die Bildverarbeitung nehmen PC oder Raspberry Pi + openCV. Damit wäre das ausmessen einfach möglich. Hat die Spanplatte immer die gleichen Abmessungen ?

Hallo,
vielleicht mit einem Geophon, z.B. SM24. Davon an jeder Ecke einen.
Würdest Du das Zentrum der Platte treffen, müßte die "Schockwelle"
nahezu gleichzeitig am Sensor ankommen.
Über die Größe (Amplitude) der Schockwelle sollte man die Kraft berechnen
können.
Eine andere Möglichkeit wären elektronische Dehnungsstreifen, damit bekommst
Du die Kraft, aber nicht den Ort.
Gruß und Spaß
Andreas

Falls es möglich ist, die Aufprallplatte mit ein paar Löchern zu versehen, könnte man das optisch machen:

Ein Lochraster in die Platte bohren, Fotodioden dahinter und dann auslesen, wo es dunkel wird.

Ich würde Beschleunigungssensoren an den Ecken verwenden und ein elastisches Elemant. Den genauen Aufschlagpunkt errechnet sich aus dem Verhältnis zu den 4 Beschleunigungwerten. Mit Geophonen müßte es auch funktionieren.
VIele Grüße Uwe