Geschlossener Regelkreis bei der Lastaufbringung
Geschlossener Regelkreis
Im Allgemeinen dient ein geschlossener Regelkreis dazu, eine vorgegebene physikalische Größe (Regelgröße r) auf einen gewünschten Wert (Sollwert s) zu bringen und dort, durch die Messung und Nachregelung des Istwertes i, zu halten. Der Regelkreis führt dabei die Aufgaben Messen, Vergleichen und Stellen dauernd aus.
Um eine Regelungsaufgabe zu erfüllen, muss der Istwert durch eine Messeinrichtung gemessen, mit dem Sollwert verglichen und bei auftretenden Abweichungen über ein Stellglied nachgestellt werden. Der Istwert der Regelgröße wird durch eine Messeinrichtung gemessen. Anschließend wird die Differenz zwischen Ist- und Sollwert ermittelt. Sie wird als Regelabweichung (e = s – i) bezeichnet und bildet die eigentliche Eingangsgröße des Reglers. Dieser berechnet auf Grundlage seiner Übertragungsfunktion eine Steuergröße (u), die das Stellglied antreibt, welches ein Teil der Regelstrecke ist. Die Regelstrecke ist somit der Teil der Anlage, der vom Regler beeinflusst wird. Sie beginnt am Stellort (an der Stelle, an der das Stellglied in die Wirkungskette einwirkt) und endet am Messort (an der Stelle, an der die Regelgröße gemessen wird). Ein Regelvorgang wird entweder durch Änderung der Sollgröße oder durch den Einfluss einer Störung ausgelöst. Eine Störung kann z. B. eine plötzliche Änderung der Umgebungstemperatur sein. Die Größe, die die Störung verursacht, wird als Störgröße (z) bezeichnet. Jede Änderung der Störgröße bewirkt eine Änderung des Istwertes, wodurch wiederum ein Regelvorgang ausgelöst wird, um das System in den Sollzustand zu bringen.
Der geschlossene Regelkreis als Teil der Härteprüfung
In der Härteprüfung kann ein geschlossener Regelkreis für die Kraftaufbringung somit wie folgt aussehen (siehe Grafik):
Vorteile des geschlossenen Regelkreises für die Härteprüfung
Das Prinzip der elektronisch geregelten und permanent überwachten Lastaufbringung mittels geschlossenem Regelkreis bietet entscheidende Vorteile für Härteprüfgeräte.
- Die Kraft wird exakt aufgebracht und kontinuierlich überwacht, was ein Überschwingen beim Aufsetzen des Eindringkörpers einerseits und eine hohe Unempfindlichkeit gegen Vibrationen andererseits gewährleistet.
- Der gesamte Prüfzyklus wird elektronisch gesteuert und garantiert dadurch eine hohe, vom Bediener unabhängige Wiederholpräzision.
- Außerdem können die in den Normenreihen ISO und ASTM streng reglementierten Zeiten für Vor- und Hauptlast garantiert eingehalten werden, was bei einer manuellen Prüfauslösung nicht der Fall ist.
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