The thesis presented in this report has been made on behalf of Scania and their basic frame design department with the subject to solve an implementation of a weight sensing system in the chassis. The system is supposed to be implemented in the seat springs, and the reason for this is that all the force will have to go through the weight sensing transducers. With all the force going through the transducers the weight sensing system will not be sensitive for the differences in tolerances from manufacturing. The transducers could be pre-calibrated to avoid a calibration of the whole vehicle after it’s completed from the manufacturing line. Weight sensing systems is today a reality in trucks with air springs. Complete systems is also sold in the big aftermarket for trucks. None of Scanias competitors have a solution for this as of today. The thesis was from start limited to only process the BT-301S bogie. A system will likely be easy to adapt to the other bogies with small modifications. Through the thesis possible problems are illuminated to understand the function and make a properly working weight sensing system. In the present bogie system the main problem for a proper function is the frictional forces that appears in the surface between the spring and the spring seat.  In the report a proposition with a rubber part between the spring and the spring seat is introduced, with the idea to get around the known problems with the frictional forces. The rubber itself does produce a reaction force when deformed, but the forces could through simulation be known, and hence compensated for. A rubber part under the spring would result in a contact surface much higher than today. A new spring, or a new version of the spring, will be needed for this solution to work. For the work to come, Scania need to decide what precision the weight sensing system need. But smaller decisions like the size and stiffness for the rubber part will also be needed. This thesis has only dealt with the bogie, but in a close future, the front axles need to be done. Much can likely be carried over from this thesis for that. A weight sensing might be possible to implement, but with what precision at uneven ground? Most likely will the variation in load on the transducers be too much. An approximation for the precision with a total span of 7% is realistic.

No description available.

Ett verktyg för applicering av trådtöjningsgivare har tagits fram på uppdrag av AED AB i Växjö. Verktyget skall användas för färdigställning/slutmontering av lastceller som i sin tur skall användas till att mäta vilka krafter som påverkar en skogsmaskin när denna lastas med sin givna maxlast. Verktyget skall föras in i ett 25 mm brett hål där det skall hålla fast och lägga tryck på fyra trådtöjningsgivare, en i vardera riktning, vilka bestrykts med lim. Verktyget skall hålla ett tryck på tre till fyra kiloPond medan lastcellen värms till 150° C då limmet härdar. Verktyget består av fyra ben, ett i vardera riktning. De är ledande i en änden. Andra änden på benen är avfasad och bildar en öppning. När en kula trycker mot benens avfasade ytor expanderar dem utåt och trycker därmed den limbestrukna trådtöjningsgivaren mot hålets vägg. / A tool for the application of strain gauges have been constructed by the commission of AED AB in Växjö. The tool shall be used for the assembling of loadcells which then will be used for measuring forces that affects a loggingmachinery when loaded with its maximum load. The tool shall be inserted in a 25 mm wide hole where it is supposed to hold and apply load to four strain gauges, one in each direction, which has been smeared with glue. The tool shall maintain a pressure of three to four kiloPond while the loadcell is heated to 150 C until the glue has hardened. It consists of four legs with a joint in one end and a slant surface by the other. When a ball is pushed against the slant surfaces, the legs will expand and push the glue smeared strain gauges against the wall of the hole.

<p>Ett verktyg för applicering av trådtöjningsgivare har tagits fram på uppdrag av AED AB i Växjö. Verktyget skall användas för färdigställning/slutmontering av lastceller som i sin tur skall användas till att mäta vilka krafter som påverkar en skogsmaskin när denna lastas med sin givna maxlast. Verktyget skall föras in i ett 25 mm brett hål där det skall hålla fast och lägga tryck på fyra trådtöjningsgivare, en i vardera riktning, vilka bestrykts med lim. Verktyget skall hålla ett tryck på tre till fyra kiloPond medan lastcellen värms till 150° C då limmet härdar. Verktyget består av fyra ben, ett i vardera riktning. De är ledande i en änden. Andra änden på benen är avfasad och bildar en öppning. När en kula trycker mot benens avfasade ytor expanderar dem utåt och trycker därmed den limbestrukna trådtöjningsgivaren mot hålets vägg.</p> / <p>A tool for the application of strain gauges have been constructed by the commission of AED AB in Växjö. The tool shall be used for the assembling of loadcells which then will be used for measuring forces that affects a loggingmachinery when loaded with its maximum load. The tool shall be inserted in a 25 mm wide hole where it is supposed to hold and apply load to four strain gauges, one in each direction, which has been smeared with glue. The tool shall maintain a pressure of three to four kiloPond while the loadcell is heated to 150 C until the glue has hardened. It consists of four legs with a joint in one end and a slant surface by the other. When a ball is pushed against the slant surfaces, the legs will expand and push the glue smeared strain gauges against the wall of the hole.</p>

Fram tills idag har stor del av kullagers tillståndsövervakning skett genom att analysera vibrationer som ökar i takt med att kullager slits. Tillståndsövervakning av maskinella komponenter är en viktig del för att åstadkomma hög tillgänglighet i maskiner där underhåll kan planeras in först när komponenter är slitna men innan de går sönder. I insamlingen av vibrationsdata är risken stor för att omgivningens vibrationer följer med i insamlingen vilket ställer krav på filtreringsmetoder som är beroende av att känna till omgivningens vibrationer. Studier har visat på att övervakning av kullagers friktionsmoment kan tillhandahålla samma värde utan att kräva input från den externa miljön. Tidigare studier har huvudsakligen studerat kullagers friktionsmoment i testriggar vilketmedför att aktuella metoder inte är tillämpbara i kullagrets verkliga kontext. Syftet med studien var att åstadkomma en kullagerinfästning som möjliggör för tillståndsbaserat underhåll genom mätning av friktionsmoment. Forskningsfrågan som därför avsågs besvaras löd: Hur kan en infästning för kullager konstrueras för att möjliggöra friktionsmätning av kullager i sin tänkta kontext? Det första målet för studien var att åstadkomma en fungerande prototyp för mätning av friktionsmoment, och det andra målet var att identifiera testmetoder av felkällor och uppnå likvärdig prestanda gentemot liknande studier för mätning av vridmoment.  Studiens metod utgjorde sig av en litteraturgranskning som huvudsakligen undersökte trådtöjningsgivare(töjningssensor), optiska sensorer, lastceller, Wheatstonebryggor och felkällor, samt en fallstudie. Fallstudien utgjorde sig av fyra produktutvecklingsfaser: planering, konceptutveckling, utveckling på detaljnivå och testning och vidareutveckling. Baserat på planeringsfasens benchmarking av sensorer och litteraturgranskningen valde studien implementera trådtöjningsgivare i en lastcell som bestod av ett kullagernav med ekrar. (En trådtöjningsgivare kan liknas vid en klisterlapp med metalltrådar som mäter töjningar i en lastcell genom att resistansen i metalltrådarna förändras). I konceptutvecklingen upprättades kravspecifikationer och ett flertal olika lastceller utvärderades genom 3D-utskrivna modeller. Utvecklingen på detaljnivå bestod av beräkningar och simuleringar av diverse hållfasthetsaspekter samt simulering av vridmotstånd för att uppnå rätt upplösning och mätområde. Lastcellen har på uppdrag av fallföretaget dimensionerats mot att ge ett sensorutslag på 1mV vid ett vridmoment på 0,146 Nm. Angivet vridmoment motsvarar i det här fall det största vridmomentet som tvåfriska kullager bör uppvisa. I den här fasen undersöktes ekrar som bestod av tunna flänsar eller olika hålgeometrier där de tunna flänsar uppvisade störst töjningar. Den resulterande lastcellen bestod av tre eker-par med tunna flänsar och hade en simulerad känslighet på 6,85 mV/Nm. I testning och vidareutvecklingsfasenanpassades lastcellen för implementering till en av fallföretagets produkter. Konceptet simulerades mot egensvängningar, axiella krafter, radiella krafter och vibrationer samt testades fysiskt mot mätområde,upplösning, linjäritet, hysteres, repeterbarhet och drift.  Studien har resulterat i en lastcell med två trådtöjningsgivare i en halv Wheatstonebrygga som kan mäta kullagers friktionsmoment med en upplösning noggrannare än 0,001 Nm. Det primära mätområdet är 0 - 0,146 Nm och inom intervallet uppvisar lastcellen en känslighet på 7,8 mV/Nm, ett linjäritetsfel på 0,65%, en hysteres på 2,32% och ett repeterbarhetsfel på 1,12%, där den största felkällan ger upphov till ett fel på 0,0034 Nm. Jämfört med liknande studier har fallstudiens lastcell uppnått en väsentligt högre hysteres då den bästa erhöll en hysteres på 0,15%. Den största skillnaden gentemot liknande studier var att ekrarna i aktuell studie bestod av tunna flänsar med hög flexibilitet, medan liknande studier bestod av styvare ekrar med hålgeometrier. En styv eker kan i teorin uppvisa samma töjning som en tunn fläns förutsatt att hålgeometrin kan göras tillräckligt stor,alternativt att ekerns djup kan göras tillräckligt litet. På grund av tillverkningstekniska aspekter i fallstudien kunde inte hålgeometrins väggar göras tunnare än 0,7mm. Hålgeometriernas estimerade töjningarna bedömdes därför bli för låga vilket resulterade i att studien gick vidare med tunna flänsar. En av de huvudsakliga fördelarna med hålgeometrier var däremot att de uppvisade väsentligt lägre deformation givet samma töjning. Baserat på resultatet för fallstudien drogs slutsatsen att stora deformationer medför en större hysteres. Fenomenet kan förklaras genom att en flexibel eker har en större deformation att återhämta sig ifrån jämfört med en styv. (Hysteres kan beskrivas som kvarliggande deformation/spänningar efter en lastcykel). En av de huvudsakliga slutsatserna från studien var därför att en lastcell bör implementera fler trådtöjningsgivare för att öka känsligheten framför att öka känsligheten genom att öka töjningarna. Ytterligare en slutsats var att en lastcell avsedd för mätning av kullagers friktionsmoment endast lämpar sig för applikationer där externa laster inte överstiger kullagrets utmattningsgräns.

Denna rapport beskriver framtagningen av en automatiserad pulsationsrigg som är utvecklad för test av skivbromsar. Utvecklingen av den automatiserade pulsationsriggen riktar sig mot att designa och konstruera ett automatiserat system. Målet med projektet är att utveckla en systemlösning med möjligheten att övervaka och logga mätdata från varje körd testcykel för att uppnå bättre spårbarhet. Metoderna som har undersökts, utvärderats och tillämpats är befintliga lösningar inom givare som mäter kraft och slag, test-och mätsystem för dataloggning samt mjukvara för styrning av testprogram.  Arbetet resulterade i utveckling av två delsystem där hårdvaran för testriggen utgör det första delsystemet. Hårdvaran består av en magnetisk lägesgivare som mäter slag, trådtöjningsgivare och lastcell som mäter kraft. Test- och mätsystemet som är länken mellan givarna och mjukvaran består av en CompaqDAQ med tillhörande moduler utvecklat av National Instrument. Mjukvaran utgör det andra delsystemet där LabVIEW har använts för uppbyggnaden av det automatiserade testprogrammet och användargränssnitt för användaren. / This report describes the development of an automated pulsation testrig developed for testing air disc brakes. The aim of the project is to develop a system solution with the ability to monitor and log measurement data from each test cycle to achieve better traceability of each test. The methods that have been investigated, evaluated and applied are existing solutions in sensors that measure force and stroke, test and measurement systems for data acquisition, and software for control test programs. The work resulted in development of two subsystems where the hardware for the test rig is the first subsystem. The hardware consists of a magnetic displacement sensor for stroke measurements, strain gauges and load cells for force measurement. The test and measurement system that is the link between the sensors and the software consists of a CompaqDAQ and associated modules developed by National Instrument. The development of software is the second subsystem where LabVIEW has been used to build the automated test program and user interface.

The competition in the car market in the world is continuously intensifying. To gain an advantage in the market while making a profit, each car manufacturer needs a strong focus on always improving in the technology development. It is not just technology of the cars that need development, but it is equally important to improve the manufacturing processes itself. In the end, this will result in more appealing products for the customer at a competitive cost. The aim and scope of this master thesis is to get a deeper understanding of the forces in the stamping die during sheet metal forming in manufacturing. By using strain gauges and microcontrollers, the forces during the entire forming process could be measured and analyzed. The relationship between the force on the pressure pins in the die and the length of the pressure pins was also investigated by adding shims on the pressure pins. A modular system using Arduino Uno with 3D-printed parts was developed to measure the forces in the blank holder during sheet metal forming. An Arduino software system and TeraTerm was found the most appropriate for collecting and organizing data from the strain gauge sensors and microcontrollers. Tests were then conducted using different settings of the press, and these showed that the forces in the blank holder were uneven. Adding shims to the pins so that they were all of equal length evened out the forces in the blank holder. Another test showed that adding more shims to only one of the pins increased the force in that pin, and that adding 0.5mm of shims to that pin more than doubled the maximum force. The system developed in this thesis can measure the forces in the blank holder during the sheet forming process at a lower speed of production. This system can also detect different force settings in the press. Lastly, it can also detect a difference in force for different pressure pin lengths. / Konkurrensen på bilmarknaden i världen intensifieras kontinuerligt. För att få en fördel påmarknaden samtidigt som de gör vinst måste varje biltillverkare ha ett starkt fokus på att alltid förbättrateknikutvecklingen. Det är inte bara bilens teknik som behöver utvecklas, utan det är lika viktigt attförbättra tillverkningsprocesserna i sig. I slutändan kommer detta att resultera i mer attraktiva produkterför kunden till ett konkurrenskraftigt pris. Syftet och omfattningen av detta examensarbete är att få en djupare förståelse av krafterna ipressverktyget under plåtformningprocessen. Genom att använda töjningsgivare och mikrokontrollerkunde krafterna under hela formningsprocessen mätas och analyseras. Förhållandet mellan kraften påmothållarpinnarna i verktyget och längden på pinnarna undersöktes också genom att lägga till shims påpinnarna. Ett modulsystem som använde Arduino Uno med 3D-printade delar utvecklades för att mätakrafterna i formen under formningsprocessen. Ett Arduino-mjukvarusystem och TeraTerm bedömdesvara det mest lämpliga för att samla in och organisera data från töjningssensorer och mikrokontroller. Tester genomfördes sedan med olika inställningar i pressen, och dessa visade att krafterna ipressverktyget var ojämna. Genom att lägga till shims på pinnarna så att de alla var lika långa utjämnadeskrafterna i pressverktyget. Ett annat test visade att genom att lägga till fler shims på endast en avmothållarpinnarna ökade kraften i pinnen. Genom att tillägg till 0,5 mm shims på den pinnen mer änfördubblade den maximala kraften. Systemet som utvecklats i denna rapport kan mäta krafterna i pressverktygets mothållarpinnarunder formningsprocessen vid en lägre produktionshastighet. Detta system kan också upptäcka olikakraftinställningar i pressen. Slutligen kan den också upptäcka skillnader i kraft vid olika längder påmothållarpinnarna.

This report will describe the development of a subsystem for force measurement on bicycle pedals. The force is going to be used as a control parameter in a motor controller to control an electric motor on an electric bicycle. The report focuses on force measurement and will not process any control system. There has also been a survey of alternative power supplies to the circuit boards to be used in this project. Energy Harvesting has been investigated as an alternative source. The aim of the project is to measure the force applied on the pedal in a good way for use in a control system.This work resulted in that the force applied on the pedals was measured on the crank arms. The force was being measured by strain gauge sensors in a test rig designed in this project. The force signal can be used in the intended control system. This report has explained when, during a pedal stroke, the force should be measured. Processing of the signal will be done furthermore in the motor controller to fit the requirements set by the control system.

Syftet med detta projekt var att skapa en paddlingssensor vilket mäter paddlingskrafteni flera olika riktningar. Detta uppnås genom att skapa en sensor vars kopplingsschema är i enlighet med en wheatstonebrygga och två trådtöjningsgivare som placeras i strategiskt valda positioner. Dessa positioner tillåter sensorn att mäta flera krafter i olika riktningar. Jämfört med tidigare sensorer som endast mäter spänningsskillnaden i en riktning med endast en givare. Trådtöjningsgivarnas positionering utvärderades samt den optimala positioneringen. Sensorn som konstruerades kunde registrera spänningsförändringar som var proportionella till en pålagd vikt. En tydlig linjär korrelation observerades mellan viktökningen och spänningsförändringen. / The purpose of this project was to construct a paddle sensor that has the ability to measure the paddle force in multiple different directions. This can be attained by creating a sensor where the circuitry is in accordance with a wheatstonebridge and strain gauges are strategically placed on predetermined positions. These positions allow the sensor to be able to measure the force in different directions. The positions of the strain gauges were evaluated, and the most optimal placement was chosen. The created sensor was able to register voltage changes which were proportional to an added weight. As the weight increased so did the voltage changes and a clear linear correlation was observed.

Målet med detta examensarbete är att ersätta den tidigare lösningen av sensorfingret med andra komponenter, eller hitta en annan sensor med motsvarande funktion. Arbetet har begränsats av att ESAB vill ha ett mekaniskt finger för användarvänlighetens skull. Efter en förundersökning av olika typer av sensorer har vi valt att använda oss av trådtöjningsgivare som sensorer till det mekaniska sensorfingret. I och med detta val behövde vi även komma med ett teoretiskt förslag på en mekanisk upphängning av sensorfingret. Vi har byggt upp två separata Wheatstonebryggor med varsin instrumentförstärkare (INA125). Utsignalen från bryggorna är relativt liten och behövde förstärkas cirka 2000 gånger. Nollbalansering av bryggorna har skett manuellt med potentiometrar men vi har även gett ett förslag på en lösning där nollbalansering kan ske med ett enkelt knapptryck. Knappen är placerad på upphängningen på ett sådant sätt att man inte kan trycka oavsiktligt på knappen. Resultatet av arbetet är en uppkoppling på en experimentplatta samt förslag på hur upphängningen och sensorfingret designmässigt kan se ut. För vidare arbetsgång behövs en prototyp för att testa livslängden och ta reda på vilken känslighet som är mest optimal. / The goal with this degree project was to find a solution with different components to the existing design, or find a sensor with similar function that could replace the previous design of the sensor finger. Our work has been limited by ESAB due to the user friendly mechanical design of the previous sensor finger. After examining different sensors we choose to use strain gages as sensors for the mechanical sensor finger. With this choice we also needed to suggest a theoretical design for a mechanical attachment of the sensor finger. We have designed two separate Wheatstone bridges with separate instrumental amplifiers (INA125). The output signals from the bridges are relatively small and need to be amplified around 2000 times. The zero balancing of the bridges has been done manually with potentiometers but we have also suggested a solution where the zero balancing can be performed by a push-button. The button is placed where you cannot push it unintentionally. The result of this degree project is a circuit on a veroboard, a designing proposal for the attachment and the sensor finger. In order to further develop this design it would be necessary to build a prototype to evaluate its life span and find the optimal sensitivity.