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本发明涉及一种用于对风能设备(10)的至少一个传感器(11-14)进行校准的方法。此外，本发明涉及一种风能设备(10)。按本发明的校准方法由所述至少一个传感器(11-14)来检测。测量值(30、31)是部件(15-17)的负荷的尺度，在此对所述测量值(30、31)进行分析，其中所述风能设备至少具有所述活动的部件(15、15’、15”、16、17)，其中使所述部件(15-17)围绕着能够预先确定的轴线(19、20)回转或者旋转。按本发明的风能设备设有校准模块，所述校准模块用于尤其自动地校准至少一个传感器(11-14)，而所述传感器(11-14)则测量所述风能设备的活动的部件(15-17)的负荷。

1.  用于对风能设备(10)的至少一个传感器(11-14)进行校准的方法，其中所述风能设备(10)具有至少一个活动的部件(15、15’、15”、16、17)，其中所述部件(15-17)围绕着能够预先确定的轴线(19、20)回转或者旋转并且其中对由所述至少一个传感器(11-14)检测的测量值(30、31)进行分析，所述测量值(30、31)是所述部件(15-17)的负荷的尺度。

2.  按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析包括在通过校准函数调整的测量值(30、31)与能够预先给定的和/或所保存的和/或所求得的基准(35)之间存在比能够预先给定的偏差额定值大的偏差时，所述通过校准函数来调整的测量值(30、31)是用于所调整的校准函数的制定和保存的基础。

3.  按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析包括在所检测的测量值(30、31)与能够预先给定的和/或所保存的和/或所求得的基准(35)之间存在比能够预先给定的偏差极限值大的偏差时，所检测的测量值(30、31)是用于所调整的校准函数的制定和保存的基础。

4.  按权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述部件(15-17)回转或者旋转时记录并且/或者分析所述至少一个传感器(11-14)的大量测量值(30、31)。

5.  按权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基准包括大量能够预先给定的和/或保存的和/或求得的额定值(35)或者所述额定值(35)的函数。

6.  按权利要求2到5中任一项所述的方法，其特征在于，重复所调整的校准函数的制定和保存。

7.  按权利要求1到6中任一项所述的方法，其特征在于，自动地进行所述分析以及/或者所述校准方法。

8.  按权利要求1到7中任一项所述的方法，其特征在于，以0.01Hz到1000Hz的频率记录测量值(30、31)。

9.  按权利要求1到8中任一项所述的方法，其特征在于，在所述回转或者旋转的整个范围内记录所述测量值(30、31)。

10.  按权利要求1到9中任一项所述的方法，其特征在于，所述部件是转子叶片(15-15”)和/或轮毂(16)和/或轴(17)。

11.  按权利要求1到10中任一项所述的方法，其特征在于，所述轴线(19、20)是转子轴的轴线(20)或转子叶片纵轴线(19)。

12.  按权利要求10或11所述的方法，其特征在于，如果所述部件(15-17)是转子叶片(15-15”)，那么所述回转或者旋转超过90°，尤其超过100°，尤其超过120°，尤其超过180°，尤其超过270°，尤其超过360°。

13.  按权利要求10到12中任一项所述的方法，其特征在于，如果所述部件(15-17)是轮毂(16)和/或轴(17)，那么所述回转或旋转在多个转数上进行。

14.  按权利要求6到13中任一项所述的方法，其特征在于，如果完整的校准方法以能够预先给定的迭代数目重复导致用所述校准函数来调整的测量值(30、31)与所述基准之间的偏差大于能够预先给定的偏差额定值，那就产生故障信号。

15.  用于运行风能设备(10)的方法，包括一种尤其按权利要求1到14中任一项所述的用于对至少一个传感器(11-14)进行校准的方法，其特征在于，自动执行所述校准方法。

16.  按权利要求15所述的方法，其特征在于，所述至少一个传感器(11-14)是负荷传感器。

17.  按权利要求15或16所述的方法，其特征在于，设置了控制和/或调节装置(23)并且此外设置了校准模块(22、22’)，其中所述校准模块(22、22’)实施所述测量值的校准并且将经过校准的数值作为输入参量传输给所述控制和/或调节装置(23)。

18.  按权利要求17所述的方法，其特征在于，所述控制和/调节装置(23)控制并且/或者调节所述风能设备(10)的运行。

19.  按权利要求15到18中任一项所述的方法，其特征在于，所述校准方法通过校准信号来初始化。

20.  按权利要求17到19中任一项所述的方法，其特征在于，所述校准模块(22、22’)集成在所述控制和/或调节装置(23)中。

21.  按权利要求19或20所述的方法，其特征在于，在通过所述校准信号来使所述校准方法初始化之后使所述风能设备(10)停止。

22.  按权利要求19到21中任一项所述的方法，其特征在于，在通过所述校准信号使所述校准方法(10)初始化之后将所述风能设备(10)的转子叶片(15-15”)置于基本上能够预先给定的位置中。

23.  按权利要求22所述的方法，其特征在于，将所述转子叶片(15-15”)置于相对于风向能够预先给定的位置中。

24.  按权利要求23所述的方法，其特征在于，将所述转子叶片(15-15”)置于基本上水平的位置中。

25.  风能设备(10)，具有校准模块(22、22’)，所述校准模块(22、22’)用于尤其自动地校准至少一个传感器(11-14)，所述传感器(11-14)测量所述风能设备(10)的活动的部件(15-17)的负荷。

26.  按权利要求25所述的风能设备(10)，其特征在于，所述校准模块(22、22’)构造用于执行按权利要求1到14中任一项所述的校准方法。

27.  按权利要求25或26所述的风能设备(10)，其特征在于，此外设置了控制和/或调节装置(23)，所述控制和/或调节装置(23)与所述校准模块(22、22’)相连接或者所述校准模块(22、22’)集成在所述控制和/调节装置(23)中。

校准方法
技术领域
本发明涉及风能设备的至少一个传感器的校准方法以及一种相应的风能设备。
背景技术
由于风能设备转子变得越来越大，用于将风能设备的负荷降低到最低限度的调节策略尤其用于叶片旋转斜度的调节策略越来越重要。在此，比如每个转子叶片在旋转过程中都单独地在风中旋转(倾斜)，从而可以将通过转子轴和吊厢导入塔架中的机械总负荷降低到最低限度。作为在这方面重要的测量参量，需要每个转子叶片的叶片弯曲力矩或者比如在风能设备的发电机轴上或者转子轮毂上或者其它旋转的部件上的其它弯曲力矩。此外，需要通过用于风能设备的负荷测量的相应的传感器进行相应的负荷测量。
在这种情况下，传感器无法百分之百精确地安装在应该安装的位置上或者说传感器随着时间的推移会改变其性能，从而有必要对所述传感器进行校准，这种校准通常用手进行。在现代的风能设备上，转子叶根的负荷的特征基本上在于弯曲力矩的叠加，所述弯曲力矩来自空气动力(基本上垂直于转子平面，相当于冲击力矩)以及由所述转子叶片的基本上在转子平面中的自重(回转力矩)和从自重及离心力(依赖于转子转速)产生的法向力以及来自于转子的动力的力和力矩产生的弯曲力矩，其在出现不期望的振动时尤为重要(参见DE 102 19664 A1)。
为了进行负荷测量，通常使用应变片，通常如此构造所述应变片，从而仅仅对弯曲应变加以考虑，但不对来自热膨胀或离心力的法向力加以考虑。针对在转子叶片水平放置时由叶片的已知的质量和叶片的已知的离开测量点的重心间距获得的重力弯曲力矩来校准叶根弯曲力矩。为确定弯曲力矩测量的零点，垂直放置转子叶片或者作为替代方案水平放置转子叶片，其中在水平位置中为检测所述零点，将所述转子叶片围绕着转子叶片纵轴线旋转(倾斜)。所述冲击力矩或者说回转力矩能够通过将叶片调节角旋转90°来响应，这可以使所选择的校准方法变得简单。为进行选择和校准，必须相应地按照DEWI的H.Seifert和H.的1994年的论文“Messung von Lastkollektiven in einemWindpark”的第399到402页使设备短时间停机。此外，通过笔记本电脑读出数据并且进行相应分析，用于进行校准。
发明内容
本发明的任务是，说明风能设备的至少一个传感器的校准方法以及一种风能设备，借助于所述校准方法和所述风能设备可以有效地获得关于在所述风能设备的部件上的负荷的可靠的数据。
该任务通过一种用于对风能设备的至少一个传感器进行校准的方法得到解决，其中所述风能设备具有至少一个活动的部件，其中使所述部件围绕着能够预先确定的轴线回转或者旋转并且其中对由所述至少一个传感器检测到的测量值进行分析，该测量值是所述部件的负荷的尺度。在此，分析尤其包括将通过校准函数来调整的测量值与能够预先给定的和/或所保存的额定值或者说基准进行比较，所述基准可以是函数、数值或者矩阵。所述校准函数可以是因数或者矩阵或者依赖于所述风能设备的一人或多个运行参数的函数。
如果分析包括在通过校准函数调整的测量值与能够预先给定的和/或所保存的和/或所求得的基准之间存在比能够预先给定的偏差极限值大的偏差时，所述通过校准函数调整的测量值是用于被调整的校准函数的制定和保存的基础，那就可以在边界条件变化时比如在相应的传感器的温度增高时和/或其温度漂移时或者在所述传感器出现老化效应时或者出现其它导致不期望的测量效应以及引起错误力矩的测量效应的效应时相应地对其进行调整。在这种情况下，尤其要更新所述校准函数，其中依据以前所保存的校准函数并且依据其来求得新的校准函数并且必要时相应地加以保存。在本发明的范围内，偏差极限值尤其也是指偏差额定值这个概念。如果下面谈及偏差额定值，则也是指偏差极限值。
作为替代方案，本发明的一种有利的实施方式规定，如此设计所述基准，使得其可以直接与传感器测量数据进行比较。这种方法的优点在于，不必动用既有的所保存的校准函数来确定新的经过调整的校准函数。所述校准函数的计算而后可能更加复杂。所述传感器原始数据可能仅仅经受一次平均(比如用高扫描速率采集到的测量值的时间平均)，用于得到能够与所述基准进行比较的传感器测量数据。
所述校准方法尤为有效，如果在所述部件回转或者旋转时记录或者分析所述至少一个传感器的大量的测量值。由此可以非常精确地调整所述校准函数。
优选所述基准包括大量能够预先给定的和/或所保存的和/或求得到的额定值或者所述额定值的函数。如果重复所调整的校准函数的制定和保存，更确切地说尤其优选多次重复这样的工作，那就产生可靠的测量结果。
尤其优选并且具有自身的发明价值的是，自动地进行或者说执行所述分析和/或校准方法。自动的进行在本发明的范围内尤其是指，所述方法可以在没有操作人员的干预的情况下实施，也就是说根据可能也可以由操纵人员给定的初始化信号自动地也就是说在没有操作人员的进一步干涉的情况下实施所述分析和/或校准方法，而后所述结果可以是新的校准函数或者也可以仅仅代表相应的负荷测量值的存在，所述负荷测量值用于对所述风能设备进行控制和/或调节。所述分析和/或校准方法的初始化信号也可以在不借助于操纵人员的情况下产生，比如在存在能够预先确定的时间间隔和/或有利的环境条件比如低于能够预先给定的极限速度如7m/s的风速时和/或在存在具体事件如不寻常的信号偏差如根据可信度检查发现的传感器信号的漂移、相应能够预先给定的温度波动、紧急停止或者手动要求时。
优选以0.01到1000Hz尤其是10-500Hz的频率记录测量值。
此外，优选记录在所述回转或者旋转的整个范围内的测量值，由此获得非常精确的校准方法。
所述部件优选是风能设备的转子叶片和/或轮毂和/或轴。轴线优选是转子轴的轴线或者转子叶片纵轴线。所述方法尤为有效，如果所述部件是转子叶片并且所述回转或者旋转超过90°，尤其超过100°，尤其超过120°，尤其超过180°，尤其超过270°，尤其超过360°。如果所述部件是轮毂和/或轴，其中所述回转或旋转在多个转数上进行，那么可以获得非常精确的校准方法。
如果只要前面所述的校准方法以能够预先给定的迭代数目重复导致用所述校准函数来调整的测量值与所述基准之间的偏差大于能够预先给定的偏差额定值，那就产生故障信号，那么可以以简单的方式来发现有故障的传感器。在这种情况下也可以设置大量测量值或者测量值的函数或者说测量值的内插。
所述校准方法优选可以在风能设备停止时实施，如果要对转子叶片上的或者转子叶根上的或者说转子叶片法兰上的传感器进行校准。
不过，为校准这些传感器也可以设置惯性滑行的(trudelnde)风能设备，也就是说风能设备的转子叶片围绕着转子轴线缓慢旋转的风能设备。各个测量值而后可以与所述基准进行比较，更确切地说在将所述校准函数应用到测量值上比如在将所述校准函数与所述测量值相乘或者使用一种另外的可以相应设置的运算之后进行比较。所述基准尤其可以是一种函数，但也可以是单个的数值。所述校准方法由此也可以在惯性滑行的也就是缓慢运动的风能设备上实施，其中在这种情况下可以通过统计尤其所述校准的多次实施来求得所述校准函数，用于比如补偿比如不均匀的风力和不均匀的转速。在这种情况下，尤其用平均值和标准偏差进行评估。优选应该相应地重复所述校准，应该如此长时间地实施所述校准，直至达到预先给定的精度。
也可以规定，在风小时通过两个转子叶片将转子保持在微小和恒定的转速上，而第三个转子叶片则围绕着倾斜轴线(Pitchachse)旋转地进行校准，其中自然相应地需要快速的调节算法，用于在实际上遵守恒定的转速并且用于由此能够相应精确地实施所述校准。此外也建议实施多个完整的(abgeschlossene)校准方法，用于得到足够良好的统计。完整的校准方法是指所述校准方法的完全的进行，其中比如将通过所述传感器检测的测量值换算为部件的负荷，也就是应用到所述校准函数上或者说将所述校准函数应用到所述测量值上。在这种情况下，比如转子叶片可以从-190°偏转到+190°或者从0°偏转到+92°。而后相应地对在此过程中检测到的测量值继续进行处理，其中在+190°或者说在92°时为了保持原来的实施例所述校准方法是完全的。而后可以为更好的统计重复的进行所述校准方法。
优选先后为所有的叶片依次实施该过程并且优选尤其多次实施该过程，直至达到足够的校准精度。优选在风小时实施所述校准方法，用于保证不做无用功或少做无用功并且保证提高精确度。在风停时，优选通过马达的驱动装置使所述转子相应地定位，从而比如可以校准转子叶片的传感器，其中而后将转子叶片纵轴线基本上置于水平。
在通常所使用的或者能够使用的传感器上，比如对传感器的偏移、坡度(Steigung)以及必要时非线性及错误定位进行校准。在所述传感器错误定位时，可以进行坐标变换。
所述任务也通过一种用于运行风能设备的方法解决，该方法包括一种尤其如前文所说明的对至少一个传感器进行的校准方法，其中自动地执行所述校准方法。校准方法的自动执行在本发明的范围内尤其意味着，该校准方法在没有操作人员的影响下执行或者说完成。尤其参照自动的校准方法的前述定义。优选所述至少一个传感器是负荷传感器。
此外，优选设置控制和/或调节装置，并且此外设置校准模块，其中所述校准模块实施所述测量值的校准并且将经过校准的数值作为输入参量传输给所述控制和/或调节装置。借助于所述控制和/或调节装置来控制和/或调节风能设备的运行。所述控制和/或调节装置可以是或者说包括运行控制机构。
优选所述校准方法通过校准信号来初始化。优选所述校准模块集成在所述控制和/或调节装置中，由此可以快速地进行方法控制。
优选在通过校准信号来使所述校准方法初始化之后停止所述风能设备。由此可以实施前面所说明的校准方法。所述风能设备可以在所述校准方法初始化之后也惯性滑行地继续运行，其中而后优选实施多个测量序列(Messreihen)，用于得到有说服力的且足够精确的统计。优选在通过校准信号使所述校准方法初始化之后将风能设备的转子叶片置于能够预先给定的位置中。优选通过围绕两个运动轴线的运动置于能够预先给定的位置中：一方面利用风跟踪系统通过围绕着塔架竖轴线的旋转，由此将转子平面置于相对于风向预先确定的角度，优选垂直于风向(大约90°)或者垂直于(大约90 °)转子平面的法向。另一方面通过围绕着转子轴线的旋转，其中将有待校准的转子叶片置于相对于水平线能够预先给定的角度中，尤其置于水平位置中。
此外，所述任务通过一种具有校准模块的风能设备解决，所述校准模块用于尤其自动地校准至少一个传感器，所述传感器则用于测量所述风能设备的活动的部件的负荷。
优选所述校准模块构造用于执行如前文所说明的校准方法。此外，优选设置控制和/或调节装置，该控制和/或调节装置与所述校准模块相连接或者所述校准模块集成在该控制和/或调节装置中，从而可以通过所述控制和/或调节装置来控制或调节所述风能设备，更确切地说依赖于相应的负荷传感器的通过所述校准模块来校准的测量信号。
附图说明
下面参照附图借助于实施例在不限制总的发明构思的情况下对本发明进行说明。关于所有在文字说明中未详细解释的按本发明的细节请明确地参照附图。其中：
图1是风能设备的示意图，
图2是风能设备的一部分的示意图，
图3是转子叶片的从水平放置的转子叶片中的叶片法兰看的示意图，
图4是如在图3中一样相应的示意图，仅仅以转子叶片的另外的定向或者说另外的倾斜角(Pitchwinkel)示出，
图5是风能设备的示意视图，
图6是测量信号图表，并且
图7是经过校准的测量信号以及理论值的图表的示意图。
具体实施方式
系统的校准是在能够计数或者说能够测量的参量与要确定的目标特性之间的函数关联的检测和确定。在按图1到7的实施例中，将随着叶片弯曲力矩单调变化的测量参量比如应变片-测量电桥的电桥电压与已知的静态的叶片弯曲力矩相关联。在交付转子叶片之后，通常对每个转子叶片都单独地存在生产商的称量记录。从该称量记录中可以读出相对于叶片法兰的重心间距以及叶片总重量。
测量参量的校准是有必要的，因为在以往实现的测量方法中无法定义通过传感器的测量信号产生的数值到相应的力矩的固定的传递函数。如果比如测量在叶根的圆柱形部分中的叶片应变，那么由于纤维复合材料的不均匀性利用所述应变值迄今无法足够精确地推算出实际的弯曲力矩。此外，惠斯顿测量电桥容易失调，所以测量点的每次校正都使得重新校准成为必要。
为定义概念设置了图1，该图1示出了风能设备10的一部分的示意图。如示意示出的一样将吊厢40安置到塔架41上。在所述吊厢40中设置了轴的轴线20，该轴线20相对于水平线以确定轴线倾斜度的角度σ定向。轴17通过轮毂16与转子叶片15、15’相连接。所述转子叶片15、15’相对于所述轴的轴线20的法向以圆锥角β伸出。
图2示意示出了转子叶片15到15”的一部分以及轮毂16，利用其示出了叶片法兰的坐标系。所述转子叶片的旋转轴线用ZB来表示。与其正交的轴线是XB和YB。围绕着轴线YB的旋转产生了冲击力矩，该冲击力矩用M_YB表示并且是围绕着轴线YB的力矩。YB处于由转子叶片纵轴线撑开的平面中。M_YB在本发明的范围内也称为M_F。属于该力矩的力的作用方向沿方向XB。相应地围绕着所述轴线XB的力矩定义了回转力矩，该回转力矩用M_XB来表示并且在本发明的范围内也称为M_S。该力矩的力的作用方向沿所述轴线YB的方向。
在运行中，冲击力矩和回转力矩关于按图2的叶片法兰坐标系作用于每个转子叶片15到15”。所述回转力矩基本上从转子叶片的重量负荷中产生，这里还加上驱动转子的转矩的一部分。所述冲击力矩通过作用于所述转子的风力负荷来产生。如果所述转子叶片15、15’或者说15”由于风在空气动力学方面下调(Abregeln)时旋转(倾斜)，那么这个沿冲击方向的力矩就会减小。转子叶片具有自重力矩MBL，该自重力矩MBL由从转子轮毂到转子叶片重心的重心间距与总叶片质量和重力加速度(比如9.81m/s²)的乘积获得。
为了参照传感器信号，优选考虑相对于传感器位置的重心间距。通常为所述基准不仅要考虑几何数据(轴线倾斜度、传感器位置和定向、叶片位置和/或转子位置)，而且要考虑部件参数(质量、重心坐标、可能的结构数据，如果与在所述圆柱形叶根中均匀的负荷分布的简化的假设有偏差)。
在测量实践中经受考验的是，在所述转子叶片的圆柱形部分中在叶片法兰的附近将应变片安装或者说布置在所述转子叶片的内壁上。作为替代方案，也可以使用其它的传感器，比如叶片法兰-支承连接的测量-膨胀栓或者其它的应变测量计。在图3和图4中示意示出了从叶片法兰18到转子叶尖的视图，其中示出了所述转子叶片的比如在转子叶片的重心中的一种唯一的轮廓，参照图3和图4示出了传感器11到14的位置。彼此对置地布置了两个同类的传感器11和13或者说12和14。穿过所述传感器11和13以及12和14的轴线基本上彼此垂直。
图3示出了所述转子叶片15的具有接近于0°的叶片角的运行位置的情况，在该图3中所述转子叶片剖面15的主轴线YB’和XB’与所述叶片法兰轴线YB和XB重合。在此假设叶片弯曲力矩被均匀地导入所述圆柱形部分中，利用该简化的假设通常使用置入或者说布置在主叶片轴线中的传感器。这些传感器11-14也相应地示意示出。这些传感器当然也可以置入所述叶片法兰18的内部。在图3中也还示意示出，所述传感器11-14与校准模块22、22’相连接，所述校准模块22、22’则与控制和/或调节装置23相连接。在另一种有利的实施方式中，所述校准模块22、22’组合在一个唯一的单元中。
图4示出了以倾斜角42扭转的转子叶片15的相应的示意图。相应的主轴线YB’和XB’从所述轴线YB和XB扭转了该倾斜角42。在此也示出了具有相应的风向的风24。
在所述校准方法的第一步骤中，要校准的转子叶片15可以按照图5水平定向，也就是说所述叶片轴线19水平定向。由此，转子方位角α对该叶片来说是90°。在风小时，也就是说在风速明显低于风能设备的接通速度时，所述风能设备10可以直接在风中保持停止。
图5示出了一种状况，在该状况中未示出的吊厢风速计的平均风速处于所述风能设备的接通速度和7m/s之间。在这种情况下，所述吊厢在俯视图中向左转动了90°，使得所述转子叶片15沿风向布置或者说以旗帜位置(Fahnenstellung)的方式定向。现在所述转子叶片15比如在从-190°到190°的范围内倾斜，从而可以记录相应的传感器信号。图6示出了由此所测量的信号的相应的示意图。圆锥角β在前面所示出的叶片旋转中优选对力矩曲线没有影响。
图6示出了两个传感器11到14的原始信号，其中这里使用两个彼此正交定向的传感器，比如所述传感器11、12或者13、14。测量曲线30涉及关于冲击力矩的信号并且测量曲线31涉及关于回转力矩的信号。在纵坐标上示出了以伏特计的电压，其中该电压随后加载在运算放大器上，该运算放大器相应地放大相应的传感器的信号。在横坐标上示出了转子叶片的倾斜角位置。图6的图表示出了主轴线中的或者更确切地说相对于主轴线具有角度偏移的两个传感器11和12的原始信号。在这种情况下使用应变片-测量点。相对于叶片粘接缝偏移5.8°来设置沿回转方向的测量点，从而相对于零点或者说相对于90°产生最大程度的移动。在从-190°到190°的倾斜行程中关于转子叶片的倾斜角绘出测量信号。
在考虑6°的现有轴线倾斜度以及在理想化地假设处于叶片法兰后面的圆柱形部分可以被视为均匀的圆柱体并且质量重心处于倾斜(Pitch)-旋转轴线上的情况下，假设，在角度-186°、-96°、-6°、84°及174°上，静态的自重力矩鉴于冲击力矩和回转力矩达到其最大值。在这些点上，现在测量电压SF和SE下降。根据这些下降的测量电压，用已知的串道-系数(Crosstalk-Koeffizient)来求得弯曲力矩。所述串道-系数用于用与模拟的测量信号相乘，用于求得当前的弯曲力矩。由此在确定的角度上求得的串道-系数而后适用于整条曲线，也就是也在其它角度上适用。
在此列出原始等式：
等式1：S_F＝A₁×M_F+A₃×M_E(1.1)
和
等式2：S_E＝A₂×M_F+A₄×M_E(1.2)
其中这些原始等式用于线性的传感器，由这些原始等式可以直接从图6的图表中的在相应的位置-186°、-96°、-6°、84°和174°上的信号值SF和SE中(在轴线倾斜度为6°时)求得所述系数A₁到A₄。在这种情况下应该考虑，S_F是用于所述冲击力矩的测量信号并且S_E是用于所述回转力矩的测量信号并且M_F是所述冲击力矩并且M_E是所述回转力矩。
对于第一种情况来说，设置了-180°、0°或者说180°的倾斜角。所述倾斜角是理想化的。必要时必须考虑轴线倾斜度，也就是如上文所述选择-186°、-6°和174°的倾斜角。在这种情况下，所述冲击力矩是0，因而直接从对回转力矩的了解中得到A₃和A₄。在角度为-90°和90°(或者-96°和84°)的情况下，所述回转力矩等于0，因而在已知冲击力矩的情况下直接获得所述系数A₁和A₂。
由此对所述冲击力矩来说适用M_F＝D₁ S_F+D₃ S_E并且对所述回转力矩来说适用M_E＝D₂ S_F+D₄ S_E，其中N＝A₁×A₄-A₂×A₃并且D₁＝A₄/N，D₃＝-A₃/N，D₄＝A₁/N，D₂＝-A₂/N。
在使用角度偏移的传感器时，角度偏移应该通过大致正交的传感器的动用在计算方面加以补偿。计算上的补偿比如通过本身公知的基本上包含正弦和余弦分量的变换矩阵来进行。对于这种情况，与在图3中示出的装置不同有利的是，用于所有四个示出的传感器的校准模块构造为一个唯一的单元。因此，在将所述传感器信号馈入所述调节装置23中之前，可以进行完整的校准，包括所述传感器的错误位置的补偿。此外，为所有的传感器构造一个单个的校准模块具有这样的优点，即统计的分析方法也可以毫无问题地关于所有的传感器信息求平均(mitteln)。
由此从图7中获得经过相应计算的或者说校准的冲击力矩32以及经过校准的回转力矩33。Y轴或者说横坐标在图7中标准化地示出，也就是说，1相当于静态的额定力矩。为证实理论，从冲击力矩和回转力矩中作为理想的直线获得合成的力矩。该合成的力矩作为经过校准的总力矩34在图7中示出。理想典型的或者说理论上的冲击力矩35从倾斜角加上轴线倾斜度西格玛的正弦乘以静态的自重力矩(Sin(倾斜角+σ)×M_静态)中计算获得，该冲击力矩35基本上精确地如同经过校准的冲击力矩32一样变化。曲线35也就是理论上所计算的冲击力矩及经过校准的冲击力矩32具有高度的一致性。为可靠性起见，在从-10°到100°的区域中还绘出了所测量的倾斜角36。
作为替代方案，可以不测量从-190°到190°或者说从-180°到180°的完整的角度范围并且通过在特定的倾斜角上力矩的置零来求得所述系数A₁到A₄。取而代之的是，可以通过公式M_F＝Sin(倾斜角+σ)×M_静态来计算所述冲击力矩或者说通过公式M_E＝Cos(倾斜角+σ)×M_静态来计算所述回转力矩。由此甚至在比如0到92°的倾斜行程中相应地获得多个用于原始数据的原始等式，从而可以以足够的质量来确定所述系数A₁到A₄。这可以用平衡计算来进行，利用所述平衡计算来求得所述系数，其中偏差的平方的总和比如用高斯平衡原理成为最小值。此外，优选将所述转子叶片置于水平位置中并且尽可能将风力负荷降低到最低限度。
刚刚所介绍的计算适用于一些传感器，在这些传感器中可以在弯曲力矩和传感器信号之间假设线性关联。这比如在常用的应变片测量中适用。对于其它的传感器比如这样的带有滞后现象的、测量栓轴向力的传感器来说，有意义的是，比如通过在平方项或者立方项后舍项的泰勒级数的使用来更加精确地设置或者说调整换算。为了设置自动的校准线路，特别优选以至少+/-1°的精度来指明转子方位角α。
现在，按本发明的校准方法可以看上去这样，首先事先检查风况。此外比如可以选择5分钟平均(5-Minuten-Mittel)。只要在5分钟平均中风速比如小于3m/s或者5m/s或者7m/s，那就进行校准。
而后使设备停止并且将布设了有待校准的传感器的转子叶片停止在90°(优选+/-0.5°)的角度位置中。而后放入转子制动器。设备可能由于风而旋转，将所述吊厢在俯视图中向左运动比如90°，如果风速低于能够预先给定的接通速度。在最大可能的比如-190°到+190°范围内为所述转子叶片进行倾斜行程。作为倾斜速率(Pitchrate)，考虑小于或者等于6°/s的移动速度。
作为测量参量，应该将信号S_F和S_E也就是所述传感器的关于回转力矩和关于冲击力矩的原始数据记录下来并且记录倾斜角。这些信号优选以至少100ms的扫描速率来采集。优选设置所述测量的更短的间隔。从所求得的测量值中，如上所述求得所述串道-系数。现在，利用所求得的串道-系数，为测量倾斜行程(Messpitchfahrt)将力矩曲线与理想化的所计算的力矩曲线进行比较。只要将在所测量的力矩曲线或者说所校准的冲击力矩与所校准的回转力矩之间的偏差与理论上的力矩进行比较并且这些偏差小于3％，那么所述测量就被评价为有效并且释放和再度起动所述设备。只要所述偏差在3％的公差范围之外，就相应地调整所述串道系数并且再度实施测量过程。如果在经过多次这样的迭代步骤之后还总是存在太大的偏差，那就可以产生故障信号，该故障信号能够表明，一个或者多个传感器有故障，或者环境条件比如由于太高的风速和/或风力紊流不允许进行足够精确的校准。
作为停止或者说制动风能设备或者说转子的替代方案，所述校准方法也可以在转子叶片惯性滑行(Trudeln)时进行，在这种情况下通过多个同类信号的记录进行统计分析，也就是说在倾斜角相同但是转子方位角α不同时通过多个测量信号的记录来进行。而后为不同的方位角α以及相应相同的倾斜角对所测量的冲击力矩和回转力矩进行求平均并且而后将其与理想化的曲线或者说理想化的力矩曲线进行比较。
用于轮毂传感装置或轴传感装置的校准方法可以看上去这样，即可以设置所述转子(轮毂或轴)的多次旋转，在这过程中通过相应的传感器记录旋转角及相应的力矩。然后可以通过最小二乘法(Least-Square-Verfahren)或者说相应的统计对所述传感器进行校准。
优选所述校准方法的实施在能见度很小或者根本没有的时候进行，比如在黑暗中或者在雾中进行。此外，优选设置视距识别装置或者说用于视距识别的方法或者装置，该装置输出信号，该信号在低于能够预先给定的视距时尤其表明允许实施校准方法。
附图标记列表
10            风能设备
11-14         传感器
15、15’、15”转子叶片
6             轮毂
17            轴
18            叶片法兰
19            叶片轴线
20            轴的轴线
22、22’      校准模块
23            控制和/调节装置
24            风
30            测量曲线冲击力矩
31            测量曲线回转力矩
32            经过校准的冲击力矩
33            经过校准的回转力矩
34            经过校准的总力矩
35            理论上的冲击力矩
36            所测量的倾斜角
40            吊厢
41            塔架
42            倾斜角
α            方位角
σ            轴线倾斜度
β            圆锥角
XB            轴线
YB            轴线
ZB       轴线
M_YB      围绕轴线YB的力矩
M_XB      围绕轴线XB的力矩