Beschleunigungssensor | Kräfte und Richtung messen
Ein Beschleunigungssensor oder Beschleunigungsmesser misst präzise die Beschleunigungskräfte und kommt in Anwendungen zum Einsatz, die Bewegungsanalyse und -steuerung erfordern. Sie messen statische oder dynamische Kräfte und können Richtung und Beschleunigung erfassen. Entdecken Sie in diesem Artikel Neuheiten, Einsatzfälle und Grundlagenwissen.
Erster Vibrationssensor für mobile Arbeitsmaschinen
08.10.2025 | Autonome, vernetzte und elektrisch angetriebene Maschinen verändern die mobile Arbeitswelt – und mit ihr die Anforderungen an Wartung und Betriebssicherheit. Je komplexer die Systeme, desto wichtiger wird ein permanentes Zustandsmonitoring. Um Ausfälle frühzeitig zu erkennen, hat IFM den Vibrationssensor VMB entwickelt – den ersten Condition-Monitoring–Sensor, der speziell für den Einsatz in mobilen Maschinen konzipiert wurde.
Der Trend zu autonomen Fahrzeugen in Landwirtschaft, Bau und Kommunaltechnik verändert die Instandhaltung grundlegend. Wenn kein Bediener mehr in der Kabine sitzt, der ungewöhnliche Geräusche oder Schwingungen wahrnimmt, muss die Maschine selbst in der Lage sein, ihren Zustand zu überwachen.
Auch elektrische und wasserstoffbasierte Antriebe sind sensibler gegenüber Vibrationen als klassische Dieselaggregate. Daher gewinnen Condition-Monitoring-Systeme zunehmend an Bedeutung. Hinzu kommen neue Geschäftsmodelle wie Miet- oder Pay-per-Use-Konzepte, bei denen Betreiber eine permanente Kontrolle des Maschinenzustands erwarten.
Vibrationssensor für smarte Schwingungsüberwachung
Mit dem neuen Vibrationssensor VMB bietet IFM erstmals eine speziell für mobile Arbeitsmaschinen entwickelte Lösung. Der Sensor misst Schwingungen in allen drei Raumrichtungen und ermittelt daraus in Echtzeit zentrale Zustandsindikatoren wie:
- v-RMS zur Erkennung von Materialermüdung
- a-RMS für Reibungs- und Ungleichlaufanalysen
- a-Peak zur Erfassung von Stoßereignissen
- Crest-Faktor zur Früherkennung von Lagerdefekten
- Bearingscout für die laufende Lagerzustandsbewertung
- Dynamische Unwuchtanalyse in Abhängigkeit der Drehzahl
Ergänzend erfasst der Sensor die Oberflächentemperatur, um thermisch bedingte Schäden frühzeitig zu erkennen. Damit liefert der VMB ein vollständiges Zustandsbild der Maschine und ermöglicht eine frühzeitige Erkennung von Lagerschäden, Unwuchten oder Mangelschmierung – noch bevor sie zum Stillstand führen.
Ein industrielles Praxisbeispiel dafür ist die Schwingungsüberwachung an einer Dekanterzentrifuge, bei der Sensordaten helfen, ungeplante Stillstände frühzeitig zu vermeiden.
Vernetzte Kommunikation über CANopen und Cloud
Die Datenübertragung erfolgt über das standardisierte CANopen-Protokoll, wodurch sich der Sensor problemlos in bestehende Maschinensteuerungen integrieren lässt. Für Flotten- und Cloudlösungen bietet IFM ergänzende Gateways, um die Sensordaten direkt in übergeordnete Systeme einzuspeisen und zentral auszuwerten.
Der Sensor ist für den Einsatz unter härtesten Bedingungen konzipiert: Er arbeitet zuverlässig in einem Temperaturbereich von -40 bis +80 °C, erfüllt die Schutzarten IP6K7, IP6K8 und IP6K9K und besitzt die E1-Fahrzeugzulassung für mobile Anwendungen.
Einsatzfelder und Nutzen
Der VMB kommt überall dort zum Einsatz, wo hohe mechanische Belastungen auftreten – etwa in Pumpen, Gebläsen, Getrieben oder Antriebseinheiten von Baumaschinen, Kommunal- oder Landmaschinen. Auch in autonomen Fahrzeugen oder stationären Aggregaten ermöglicht der Sensor eine durchgängige Zustandsüberwachung.
Durch seine kompakte Bauform und CAN-Kommunikation eignet er sich besonders für dezentrale Condition-Monitoring-Konzepte, bei denen Sensordaten lokal ausgewertet und über die Cloud bereitgestellt werden. Das reduziert ungeplante Stillstände, senkt Wartungskosten und erhöht die Verfügbarkeit der Maschinen.
Mit dem Vibrationssensor VMB überträgt IFM die Vorteile industrieller Zustandsüberwachung erstmals konsequent auf den mobilen Bereich. Robust, intelligent und netzwerkfähig macht er Condition Monitoring auch für Baumaschinen, Landtechnik und kommunale Fahrzeuge praktikabel – und ebnet damit den Weg zu mehr Effizienz, Sicherheit und Verfügbarkeit im Feld.
Beschleunigungssensor für die Windkraftanlage
02.03.2023 | Ein Beschleunigungssensor von Pepperl+Fuchs wird zur Messung in drei Achsen relativ zur Schwerkraft eingesetzt. Um die unterschiedlichen Windlasten zu überwachen ermitteln die Sensoren Schwingungen im Turm, in der Gondel, in der Rotornabe und an den Rotorblättern die vorherrschende Belastung.
Sensorik schützt WKA Rotorblatt vor Eis und Schäden
20.10.2021 | Bei dem Betrieb von Windenergieanlagen wird die Zustandsüberwachung von Rotorblättern immer wichtiger. Das System Bladecontrol von Weidmüller erfasst den Zustand von jedem Rotorblatt. Damit lassen sich das Risiko teurer Reparaturen senken und die Windenergieanlage wirtschaftlicher betreiben.
Vibrationssensor zur Überwachung der Maschinen Schwingung
23.02.2021 | Die Schwingungüberwachung in Anwendungen wie den Maschinen in der Papierherstellung und Papierverarbeitung erfordert eine kontinuierliche Schwingungsmessung. Mit dem Vibrationssensor von PCB Piezotronics können die Betriebssicherheit der Maschinen gesteigert und die Fertigungseffizienz erhöht werden.
Nötige Instandhaltungsarbeiten vorausschauend und kostengünstig umzusetzen, ist der Sinn von Condition Monitoring und Predictive Maintenance. Eine Maßnahme vor diesem Hintergrund ist die Schwingungsüberwachung. Besonders Wälzlager sind hart beanspruchte Komponenten in rotierenden Produktionsmaschinen.
Die Schädigung oder der Totalausfall dieser Komponenten beeinträchtigen die Qualität des Produktes und verursacht zusätzliche Kosten. Die Lagerstellen befinden sich unter anderem in Heiß-, Nass- oder anderen Gefahrenbereichen, die für den Instandhalter und Servicetechniker nur bedingt zugänglich sind. Mit einer durchdachten Instrumentierung zur Schwingungsüberwachung lässt sich das einfach anpassen.
Die Vibrations Sensoren von PCB Piezotronics sind in einem doppelwandigen, hermetisch dicht verschweißten Edelstahlgehäuse verbaut. Dieses schützt vor Umgebungseinflüssen und Verschmutzung. Auch wirkt das Gehäuse als faradayscher Käfig, der elektrische Einstreuungen verhindert. Die galvanische Trennung des Sensor Elementes und der nachfolgenden Messkette vom Gehäuse der Sensoren verhindert Erdschleifen und Rauschen.
Chronologie & Archiv
Die nachfolgenden Berichte dokumentieren den technologischen Fortschritt und die Entwicklungen der vergangenen Jahre (ab 2019).
29.10.2019 | Die Beschleunigungssensoren von Micro-Epsilon wurden für industrielle Anforderungen entwickelt. Der Inertialsensor der Baureihe ACC (Bild oben) misst selbst geringe Beschleunigungen exakt und zuverlässig. Von der Beschleunigungsmessung in mobilen Maschinen bis hin zur Boden-Vibration von Mess- und Kalibrieranlagen werden Werte präzise erfasst.
Zwei Modelle wurden für industrielle Anforderungen entwickelt. Dank seines hohen Signal-Rausch-Abstandes erfasst der Inertialsensor ACC5703 auch geringe Beschleunigungen wie Bodenvibrationen von Mess- und Kalibrieranlagen oder Fertigungsrobotik. Er kann für die Zustandsüberwachung von elektrischen Maschinen eingesetzt werden, da dank des robusten Aluminium-Druckguss-Gehäuses des Beschleunigungssensors eine hohe EMV-Festigkeit gegeben ist.
Beschleunigungen werden vom Sensor in drei Achsen und gleichzeitig mit hoher Auflösung und Genauigkeit erfasst. Der Messbereich lässt sich stufenlos zwischen ±100 mg und bis zu ±8 g einstellen. Die Kombination aus hoher Temperaturstabilität, EMV-Festigkeit und Präzision ist beispielsweise in Windkraftanlagen gefordert, wenn Generatorschwingungen überwacht werden.
Der kompakte Beschleunigungssensor bietet eine hohe Schockfestigkeit, eine hohe IP-Schutzart und kann über den AMP-Stecker schnell installiert werden. Der Sensor wird vor allem in mobilen Maschinen eingesetzt, um kritische Beschleunigungen und Vibrationen präzise zu erfassen.
13.05.2019 | ASC stellt digitale Sensoren der neuen Produktlinie Disens vor. Die Beschleunigungssensortypen ASC Disens MD-002 und MD-008 erfassen Messdaten mit hoher Genauigkeit. Beim Einsatz dieser triaxialen Sensoren ist eine externe Messdatenerfassung nicht mehr nötig, da die analogen Eingangssignale bereits im Sensor in digitale Ausgangssignale umgewandelt werden.
Die Sensoren arbeiten mit den Messbereichen ±2 g und ±8 g und ermöglichen aufgrund einer niedrigen Rauschdichte von lediglich 25 µg/?Hz hochgenaue Messungen. Beide Sensoren eignen sich besonders gut für die Überwachung seismischer Aktivitäten sowie für das Brücken- und Gebäudemonitoring.
Die ASC Disens MD-002 / MD-008 beinhalten eine Voll-Lizenz für das umfangreiche Softwarepaket Dewesoft X3, das zahlreiche Erleichterungen für die tägliche Test- und Messarbeit bietet. Die Software bietet einen breiten Funktionsumfang und verschafft Test- und Messingenieuren einen großen Zeitgewinn. Zudem kann der Anwender mit ihrer Hilfe einfach neue Anwendungen hinzufügen, ohne in zusätzliche Hardware investieren zu müssen. Die Software erfüllt damit alle Anforderungen: Aufzeichnung, Analyse, Reporting von Messdaten. Der Lernaufwand für die Einarbeitung der Produkte ist gering.
11.02.2019 | Aspion präsentiert den neu entwickelten Schocksensor „G-Log 2“ zur Transportüberwachung und zum Einsatz in der Intralogistik. Die ereignisgesteuerte Stoß- und Klimadatenerfassung, lange Batterielaufzeit und vielseitige Kommunikationsmöglichkeiten der Sensoren sind speziell auf die Anforderungen im Bereich Maschinen- und Anlagenexport ausgerichtet.
Bei der Entwicklung der nächsten Generation an Schocksensoren G-Log 2 von Aspion haben die Ingenieure vor allem die Erfassung von Feuchtigkeit, die BLE-Kommunikation sowie den in Eigenregie durchführbaren Batteriewechsel Wert gelegt. Der neue G-Log 2 ist mit einem Klimasensor für Feuchte und Temperatur ausgerüstet und liefert damit Nachweise bei etwaigen Korrosionsschäden.
Die Aufzeichnung von Schock, zum Beispiel durch unsachgemäße Behandlung beim Warenumschlag, erfolgt nach dem Ereignisprinzip. Beschleunigungen werden vom G-log in drei Achsen mit bis zu je ± 24 g mit Richtungsangabe aufgezeichnet, was Erschütterungen auf ms-Ebene nachvollziehbar macht.
Mit den Auswertungsdaten vom Datenlogger werden aufgetretene Transportschäden mit den Schocksensoren gegenüber Dienstleistern, Versicherungen und Kunden belegbar aufgezeigt – auch bei Schäden durch Schock, die auf den ersten Blick nicht erkennbar sind. Aber auch beim Einsatz in der Intralogistik detektiert der G-log 2 von Aspion ungewöhnliche Begebenheiten. Damit sind Rückschlüsse auf die Ursachen auch auf dem Firmengelände oder im Lager schnell transparent und notwendige Maßnahmen können ergriffen werden.
Der Schocksensor von Aspion ist mit einer Kombination aus NFC/BLE Funktechnologieversehen und ermöglicht so eine vielseitige Kommunikation für die Auswertungen. Das Beschreiben und die Inbetriebnahme vom Sensor erfolgt mittels PC-Software drahtlos über NFC, das Auslesen der gesammelten Daten ist zusätzlich per Smartphone App sowohl über NFC als auch BLE möglich.
Quellenangabe: Dieser Beitrag basiert auf Informationen folgender Unternehmen: ASC, Aspion, Bosch, Micro-Epsilon, PCB Piezotronics, Pepperl+Fuchs.
