PTB-Roboter Goniometer Messausrüstung

Für das PTB Robotogoniometersystem lieferten wir die Messausrüstung.

Diese Messausrüstung wird auf einem Robotorarm montiert. Das Goniometersystem verfügt über zwei Mess-Roboterarme. Geliefert wurden zwei komplette Messausrüstungen sowie ein System mit reduzierter Ausstattung für Kalibrier- und Testzwecke.

Eine Messausrüstung besteht aus:

  • 5-Kanal Messkopf mit Spektrometer-Einkoppelung
  • Verstärkerbox mit 5 12-Bereichs-Photostrom-Verstärkern und Uf-Wandlern
  • Ellenbogenbox mit Kontrollrechner, Spektrometer und der Stromversorgung für das Messsystem

Das Messsystem arbeitet als autonomes System. Kommuniziert und gesteuert wird das System über eine Ethernetschnittstelle.

Alle Messwerte und Statusmeldungen sind fest an einen Zeittakt (1 MHz) gekoppelt. Alle auftretenden Ereignisse und Messungen werden mit diesem Takt verknüpft.
Durch dieses Konzept können die Subsysteme des Goniometers asynchron arbeiten. Nach der Messung können die unterschiedlichen Ausgabedaten über die zentrale Zeitmessung wieder verknüpft werden.

Ozon-Resistenz: Bei Betrieb von Leuchtmitteln welche viel UV-Strahlung abgeben entsteht Ozon. Dieses kann Elektronische Bauteile und Platinen schädigen. Um dies zu verhindern ist die Messausrüstung teilweise luftdicht ausgeführt (Verstärkerbox). Die Ellenbogenbox kann mittels Druckluftanschlüssen unter Überdruck gesetzt werden.

Neuartiger Messkopf für photometrische und spektral aufgelöste Größen im PTB- Roboter-Goniophotometer

Gegenstand der Entwicklung war ein spezieller Messkopf für das neue Roboter-Goniophotometer der PTB. Dieser Messkopf besitzt 5 Kanäle sowie  eine Einkoppeloptik für ein Spektroradiometer. Der Vorteil liegt darin, dass alle integrierten Sensoren über eine Einstrahlöffnung die exakt gleiche räumliche Bewertung der einfallenden Strahlung vornehmen. Jeder einzelne Sensor besteht aus einer Si-Photodiode und einer Filterkombination, welche die Diode an die gewünschte spektrale Wirkungsfunktionen anpasst.

Im wesentlichen dient der Sensor der Messung von Beleuchtungsstärke und Lichtfarbe nach dem 3-Bereichsverfahren. Die integrierte Einkoppeloptik  für den Lichtleiter eines Spektroradiometers erlaubt außerdem die spektral aufgelöste Messung der einfallenden Strahlung.

Weiter besitzt der Sensor eine Thermostatisierung, um Messungen unter höchststabilen Bedingungen durchzuführen.

Ein motorisch bewegbarer integrierter Verschluss erlaubt eine Messung der Dunkelsignale.

Neben höchster Präzision und Genauigkeit galten hier auch besonders strenge Limitierungen von Masse und Abmessungen des Sensors. Aus Gründen der Positioniergenauigkeit der Roboterarme darf die Masse an der Spitze des Roboterarmes maximal 3 kg betragen. Allerdings muss hierbei berücksichtigt werden, dass zusätzlich zum Messkopf auch die gesamte Betriebselektronik (Verstärker, Netzteile und Steuerung) an der Spitze des Roboterarms untergebracht werden muss.