Zobrazení: 0 Autor: Editor webu Čas publikování: 2026-11-06 Původ: místo
Inline snímač tahové a tlakové síly, nazývaný také inline siloměr nebo závitový tahově-kompresní siloměr, se montuje do série mezi dvě komponenty a měří axiální tlačné a tažné síly, které procházejí tímto kloubem. U lineárního pohonu je umístěn mezi tyčí a nástrojem. Ve zkušebním stojanu sedí mezi pohyblivou příčnou hlavou a upínacím zařízením vzorku. Odečet je jen tak dobrý, jako je dráha zatížení: každý newton, který chcete měřit, musí projít senzorem a nic jiného by kolem něj nemělo nést zátěž.
Pokud máte jen dvě minuty, toto jsou body, které nejčastěji rozhodují o tom, zda inline snímač zatížení funguje tak, jak má:
Nejprve nakreslete dráhu zatížení. Jakýkoli držák, ochranný kryt nebo pevný doraz, který se během měření dotkne sestavy, se stane paralelní dráhou a sníží hodnotu.
Velikostní kapacita z fyzického zatížení snímače, včetně předpětí a hmotnosti přípravku, nikoli z hodnoty zobrazené po vynulování.
Před porovnáním datových listů převádějte procenta chyb celého rozsahu na newtony při vaší nejmenší pracovní síle.
Slaďte závit na obou koncích, instalovanou délku s nasazenými adaptéry a kabelový výstup ke skutečnému obalu, ideálně s 3D modelem dodavatele.
Surový výstup můstku mV/V potřebuje buzení a vstup můstku nebo zesilovač; standardní analogový vstup PLC jej nemůže číst přímo.
Ověřte oba směry s nainstalovanými nástroji. Certifikát pouze pro napětí neříká nic o přesnosti komprese.
Dva konce řadového siloměru přenášejí sílu přes jeho snímací prvek. Tahové zatížení odtáhne konce od sebe. Tlaková zátěž je tlačí k sobě. Pro zachycení zamýšlené síly umístěte snímač mezi pohyblivý člen a část sestavy, jejíž zatížení potřebujete změřit. Podpěra nebo držák, který nese část této síly kolem snímače, mění hodnotu.
Obrázek 1. Napětí a stlačení působí podél stejné osy v opačných směrech. Koncepční schéma.
U tenzometrického provedení se pružný prvek při zatížení mírně deformuje. Měřidla mění odpor a excitovaný Wheatstoneův můstek vytváří malé rozdílové napětí. Citlivost na datovém listu se běžně udává v milivoltech na volt buzení ( mV/V ). Pro ilustraci, 1,5 mV/V při buzení 5 V dává 7,5 mV změny signálu při jmenovité zátěži ve specifikovaném směru. Kalibrace vztahuje výstup můstku k síle v newtonech. The Průvodce měřením zatížení na bázi NI mostu podporuje výběr přístroje.
Vnější čepy se spojují se závitovými spojkami nebo nástroji. Vnitřní závity přijímají protilehlý čep nebo adaptér. Některé modely používají různá koncová připojení. Zkontrolujte na obou koncích výkresu hloubku závitu, vůli osazení a případné specifikované nakládací nebo upínací plochy.
Jako odkaz na to, co by vám stránka produktu měla sdělit, FIBOS Inline snímač síly FA203 je uveden s kapacitami od 50 N do 2 000 N, tělem z nerezové oceli φ25,4 mm × 37 mm, nominální citlivostí 2,0 mV/V , bezpečným přetížením 150 % F.S. a doporučenou velikostí závitu V, takže jeho montážní kapacita 5 – 1 budicí skupina stáhněte si výkres pro přesnou uvažovanou kapacitu místo toho, abyste předpokládali jedno vlákno pro celou sérii. Přes FIBOS Řada snímačů síly na konci tyče , inline modely jsou uvedeny mimo jiné s možnostmi závitu M4 , M8 a M12, díky čemuž je velikost závitu spíše rozhodnutím z produktové řady než dodatečným nápadem.
U kompaktních pohonů nebo malých laboratorních přípravků zkontrolujte kompletní nainstalovaný obal. Spojky a pojistné matice zvyšují délku a kabelový výstup potřebuje prostor pro vedení a odlehčení tahu. Zahrňte prostor pro klíč a zkontrolujte vůli na obou koncích zdvihu. Například FIBOS Miniaturní řadový siloměr FA201 má rozměry φ13 mm × 31 mm s kapacitami od 50 N do 1 000 N a M4 závity; při této velikosti mohou spojka a pojistná matice přidat významný podíl na instalované délce. Před specifikováním provozu push-pull ověřte jmenovitý směr zatížení a rozsah kalibrace pro kapacitu, kterou zvolíte. FUTEK's Řada inline snímačů zatížení ukazuje, jak se liší velikost těla a možnosti závitu v rámci jedné produktové řady.
Kompaktní inline konstrukce se závitem se hodí pro spojení tyč-nářadí nebo tyč-upínač. Siloměr S-beam může také sedět v sérii a měřit tlak a tah, pokud jeho montáž a směrové parametry podporují obojí. Má jiný obal těla a může vyhovovat zkušebnímu rámu s větším prostorem kolem osy zatížení. A Snímač síly s průchozím otvorem nebo prstencem se hodí pro sestavy, kde šroub nebo hřídel prochází snímačem a přenáší zatížení přes specifikované plochy. Porovnejte, jak každý návrh skutečně nese sílu ve vaší sestavě. Pro širší srovnání principů snímání a stylů těla viz FIBOS vodítko snímače síly.
Níže uvedená tabulka shrnuje praktické rozdíly. FIBOS seznamů Snímače síly typu S a snímače síly prstence jako samostatné kategorie ze stejného důvodu: o tom, který z nich se hodí, obvykle rozhoduje montážní geometrie, nikoli princip snímání.
| Provedení | Typická montáž | Kde se nejlépe hodí | Pozor na |
|---|---|---|---|
| Závitový inline snímač zatížení | Závitové čepy nebo vnitřní závity v sérii s tyčí nebo spojkou | Pohon táhlo-nářadí, lisované hlavy, kompaktní push-pull přípravky | Instalovaná délka s adaptéry; boční zatížení z nesouososti; kroucení při utahování |
| Siloměr S-beam | Závitové otvory v horní a spodní části těla ve tvaru S | Testujte rámy a zavěšená nebo zavěšená břemena s prostorem kolem osy zatížení | Větší obálka; citlivost mimo osu; zkontrolujte, zda je model dimenzován pro oba směry |
| Siloměr s průchozím otvorem nebo prstencem | Kroužek upnutý ve stohu; šroub nebo hřídel prochází otvorem | Předpětí šroubů, upínací sady, sestavy, kde hřídel musí procházet snímačem | Většinou kompresní; zatěžovací a podpěrné plochy jsou definovány výkresem |
Inline siloměr mezi tyčí lineárního ovladače a nástrojem měří axiální sílu přenášenou v tomto bodě. Řídicí jednotka může použít signál k detekci kontaktu nebo regulaci síly. Během rychlých pohybů může odečet zahrnovat sílu potřebnou k urychlení následného nástroje. Zkontrolujte tento efekt, když je cílem odhadnout přítlačnou sílu na obrobek.
Obrázek 2. Obrázek produktu FIBOS FA203 a diagram směru zatížení z návodu k produktu ukazují dva závitové konce a axiální zatížení v tahu a tlaku.
Lisovací stanice může zaznamenat tlakovou sílu proti posunutí nástroje a zkontrolovat, jak díl sedí. Zaváděcí-extrakční přípravek může zaznamenat špičku zasunutí a špičku vytažení v jednom nastavení, pokud jeho nástroje přenášejí obě zatížení přes snímač. Synchronizujte sílu a posun, takže každý vrchol může být svázán s pozicí nebo fází cyklu. Automobilové lisování, automatizovaná montáž a testování součástí 3C jsou typické povinnosti uvedené pro kompaktní řadové modely, jako je FA203.
Obrázek 3. V této lisovací stanici je vertikální lisovací hlava vystředěna nad kulatým přípravkem, který nese součást.
Na výzkumném testovacím stojanu může řadový siloměr sledovat sílu při nakládání a vyjímání vzorku nebo mechanismu. Při práci s nízkou silou zkontrolujte hluk a opakovatelnost s nasazenými rukojeťmi. Během reverzace zkontrolujte vůli rukojetí a spojek. Mechanická vůle může vytvořit plochý segment v křivce síla-posunutí dříve, než se začne vytvářet opačné zatížení.
Specify the thread standard, diameter, pitch, and usable engagement at both ends. On a blind hole, verify that the adapter seats as intended before it reaches the bottom. Confirm the distance between mounting interfaces after adapters are fitted. That dimension determines whether the tool reaches the workpiece and clears surrounding parts over the full stroke. Pokud dodavatel nabízí soubory 3D modelů, jako FIBOS pro své inline senzory, vložte model do sestavy před objednávkou místo kontroly obálky na papíře.
Uveďte normální a špičkové fyzické zatížení zvlášť pro tah a tlak. Zahrňte hmotnost přípravku tam, kde působí prostřednictvím snímače, předpětí sestavy a věrohodné přechodové jevy, jako je tvrdý kontakt. Například 150 N kompresní předpětí následované dalšími 400 N v kompresi poskytuje přibližně 550 N fyzického zatížení před jakýmkoli nárazem nebo bočním zatížením. Vyberte jmenovitý rozsah, který pokrývá očekávané pracovní špičky s rezervou vhodnou pro danou aplikaci. Hodnotu bezpečného přetížení považujte za samostatný limit a zkontrolujte přípustná boční zatížení, ohybové momenty a kroucení. 150% F.S. bezpečné přetížení, jak je uvedeno pro FA203 a FA201, je limitem přežití za uvedených podmínek, nikoli extra kalibrovaným pracovním rozsahem.
Převeďte specifikace procent z plného rozsahu na jednotky síly. Jediný chybový člen 0,1 % plného rozsahu na siloměru 2 000 N odpovídá 2 N. Při pracovní síle 10 N tento jeden člen samotný odpovídá 20 % odečtu. Berte to jako screeningový výpočet. Vyhodnoťte další použitelné chyby, posun nuly, hysterezi při reverzaci a hluk instalovaného měřicího řetězce. Ověřte, že opakovaná měření mohou rozlišit nejmenší změnu, která je pro proces důležitá.
Use the fastest feature that matters, such as a short insertion peak, to specify the required response. Hmotnost nástroje a tuhost upínače ovlivňují rezonanci instalovaného systému. Použitelná šířka pásma také závisí na zesilovači, filtrování a nastavení akvizice; vlastní frekvence nad 5 kHz v datovém listu neznamená, že nainstalovaný řetězec dokáže vyřešit událost 5 kHz . Pro opakované změny zatížení požádejte o údaje o únavě, které odpovídají amplitudě zatížení, střednímu zatížení a počtu cyklů. Check the operating temperature, protection rating, and cable routing against actual exposure and motion.
Before requesting a quotation or a sample, work through the checks below. Každý řádek páruje parametr pro potvrzení s chybou, která nejčastěji způsobuje nesoulad mezi datovým listem a nainstalovaným výsledkem.
| Parametr | Co potvrdit | Běžná chyba |
|---|---|---|
| Závitové a koncové spoje | Standardní, průměr, rozteč, délka záběru, vnitřní nebo vnější na každém konci | Za předpokladu, že jedna velikost závitu platí pro každou kapacitu v sérii |
| Instalovaná délka | Čelní vzdálenost s namontovanými spojkami, pojistnými maticemi a ojnicovými ložisky | Čtení pouze tělesné výšky z datového listu |
| Kapacita | Předpětí plus pracovní síla plus věrohodné špičky, zvlášť pro tah a tlak | Dimenzování pro sílu zobrazenou po vynulování |
| Hodnocené trasy | Napětí, stlačení nebo obojí, s přesností uvedenou u každého | Za předpokladu, že závitový senzor je automaticky obousměrný |
| Základ přesnosti | Každý chybový člen se převede na newtony při nejmenší síle, na které záleží | Odečet % F.S. jako procento čtení |
| Omezení bočního zatížení a momentu | Přípustná mimoosová síla, ohybový moment a kroucení | Kontrola pouze axiální únosnosti |
| Signální řetězec | mV/V výstup, rozsah buzení, odpor můstku a vstup zesilovače nebo modulu | Připojení výstupu můstku přímo ke standardnímu analogovému vstupu PLC |
| Dynamika a únava | Funkce nejrychlejší síly, instalovaná rezonance, počet cyklů a amplituda zatížení | Zacházení s vlastní frekvencí datového listu jako s použitelnou šířkou pásma |
| Prostředí | Kompenzované a provozní rozsahy teplot, IP hodnocení, ohýbání a vedení kabelů | Hodnocení IP jako odolnost vůči chemikáliím nebo chladicí kapalině |
| Kalibrační rozsah | Přijímání certifikátu pro jednosměrný provoz push-pull |
Figure 4. An offset force line adds a bending moment. Zkontrolujte vyrovnání po celou dobu zdvihu. Koncepční schéma.
Síla 500 N, jejíž čára působení je posunuta o 2 mm, vytváří na snímači ohybový moment 1 N·m. Vliv na čtení závisí na snímači a upevnění. Udržujte zavádění síly vycentrované a zkontrolujte limity kombinovaného zatížení výrobce. Při montáži dodržujte pořadí utahování modelu a limity utahovacího momentu a používejte specifikované plošky pro klíče nebo protizáchytné body. The Montážní příručka FUTEK LCM uvádí příklady montážního krouticího momentu a mimoosového zatížení z modelové řady.
Zkontrolujte, zda se adaptér, matice, kryt nebo tvrdá zarážka nedotýkají povrchu, který by měl zůstat během měření volný. Takový kontakt může vytvořit paralelní dráhu zatížení, známou jako silový bočník. Displej pak může zobrazovat pouze část aplikované síly procházející siloměrem. Zkontrolujte oba směry a celý rozsah pojezdu, protože mezera se může uzavřít pouze při určitém zatížení nebo poloze.
Pasivní můstkový siloměr potřebuje kompatibilní zdroj buzení a vstup diferenciálního můstku. Zkontrolujte rozsah buzení, odpor můstku, funkce vodičů a vstupní rozsah v dokumentech snímače a přístroje. Použijte můstkový vstupní modul nebo kompatibilní zesilovač zátěže , když má PLC pouze standardní napěťové nebo proudové vstupy. Where an amplifier maps bidirectional force to a unipolar output such as 4–20 mA, reserve signal range on both sides of the chosen zero-force output and verify the mapping.
Použijte známý tlak a vytáhněte a ověřte značku na PLC nebo systému sběru dat (DAQ). Ujistěte se, že žádný konec požadovaného rozsahu síly nezapadá do zesilovače nebo vstupního modulu. Nastavte vzorkování a antialias filtrování pro nejrychlejší měření funkce. If the PLC scan or communications update is too slow to retain a peak, capture it with suitable high-speed acquisition and send the result to the PLC.
Před tárováním zaznamenejte namontovanou hodnotu za definovaných referenčních podmínek. Opakujte několik cyklů zatížení a vyložení a zaznamenejte, jak blízko se naměřená hodnota vrací k referenční hodnotě. Prozkoumejte významnou změnu po utažení nebo po změně síly. Zkontrolujte mechanické předpětí, uvolněné spoje, vázání a nestabilní elektrickou nulu, než se rozhodnete, zda sestavu znovu natáhnout nebo upravit.
Použijte vhodnou referenci, jako je kalibrovaný referenční siloměr namontovaný v sérii, k aplikaci nebo měření známých sil v obou směrech. Zkontrolujte několik bodů v pracovním rozsahu, včetně nejnižší kritické síly, a zaznamenejte hodnoty při nakládání a vykládání. Porovnejte konečnou hodnotu v newtonech na PLC nebo DAQ s referencí. If accuracy or traceability is contractual, specify the calibration directions, points, uncertainty, and acceptance limits when ordering or scheduling calibration. U rychlých událostí samostatně ověřte, že nainstalovaný měřicí řetězec zachovává požadované špičky a načasování.
Mnoho inline snímačů zatížení se kupuje jako náhrada za jednotku, která selhala, byla přetížena nebo již není k dispozici. Shoda vláken a kapacity je první obrazovka, ne celá práce. Níže uvedená tabulka uvádí, co je třeba shromáždit ze staré instalace a co porovnat v datovém listu a výkresu kandidáta. If the original drawing is unavailable, measure the installed length between mounting faces, photograph the cable exit and wrench flats, and read the existing amplifier's excitation and input range before shortlisting a replacement.
| Položka | Shromáždit ze staré instalace | Porovnejte s kandidátem |
|---|---|---|
| Mechanické uchycení | Velikost a typ závitu na každém konci, instalovaná délka, plošky pro klíč, směr výstupu kabelu | Výkres pro odpovídající kapacitní skupinu; adaptéry potřebné k dosažení stejné délky |
| Hodnocení síly | Jmenovitá kapacita, skutečné pracovní a špičkové zatížení v provozu, historie přetížení | Jmenovité zatížení a bezpečné přetížení v každém směru; omezení bočního zatížení a momentu |
| Elektrické rozhraní | mV/V citlivost, odpor můstku, barvy a funkce zapojení, buzení při použití | Citlivost a odpor můstku stávající zesilovač může akceptovat bez změny měřítka nebo požadovaného nového měřítka |
| Dynamika | Frekvence cyklu, nejrychlejší zachycený vrchol, nastavení filtru v ovladači | Údaje o tuhosti, vlastní frekvenci a únavě pro stejné zatížení |
| Prostředí | Teplota, chladicí kapalina nebo vystavení prachu, pohyb kabelu | Kompenzovaný teplotní rozsah, IP hodnocení, specifikace kabelu |
| Přijetí | Jak byl starý snímač vynulován a ověřen ve stroji | Dvousměrné ověření s nasazenou náhradou před uvolněním stroje |
When no catalog model matches the installed length, thread combination, or cable exit, ask whether a modified version is available before redesigning the fixture. FIBOS seznamů nestandardní přizpůsobené senzory pro tuto situaci; zašlete starý výkres nebo naměřené rozměry spolu s rozsahem síly a detaily zesilovače tak, aby návrh pokryl celý měřicí řetězec, nejen tělo snímače.
Mohou se lišit podle modelu nebo konfigurace. Zkontrolujte jmenovité zatížení, mez bezpečného přetížení a specifikovanou přesnost v každém směru. Zkontrolujte také jmenovité hodnoty adaptérů a dalších dílů v dráze zatížení.
Pokud oba údaje o síle vyžadují uvedenou přesnost, zkalibrujte nebo ověřte oba směry podle požadavků aplikace. Certifikát pouze pro napětí stanoví výsledky pro napětí. Některé obousměrné modely nabízejí kalibraci ve druhém směru samostatně, proto při objednávce potvrďte rozsah certifikátu.
Vhodné kulové kloubové ložisko může vyrovnat se s určitou úhlovou nesouosostí. Zkontrolujte povolené hodnoty kloubového spojení, vůle, vůle a tlaku a tahu. Vůle ložisek a tření mohou ovlivnit měření malé síly a údaje během reverzace. Katalogový štítek, jako je 'konec tyče' může popisovat způsob montáže senzoru se závitem, proto zkontrolujte, zda je skutečně zahrnuto ložisko.
Vynulování změní zobrazenou referenci. Mechanické předpětí stále působí na siloměr a musí být zahrnuto při kontrole kapacity, přetížení a únavy. Zaznamenejte fyzické předběžné zatížení nebo zdokumentujte referenční stav použitý pro tárování.
Odešlete pracovní a špičkové síly v každém směru, velikost a typ závitu na obou koncích, maximální instalovanou délku, výstup a délku kabelu, rozsah buzení a vstupního signálu zesilovače nebo modulu PLC, požadavek na provozní teplotu a ochranu a zda je potřeba certifikát o dvousměrné kalibraci. Nákres nebo fotografie místa montáže ušetří alespoň jedno kolo otázek. FIBOS kontaktní stránka přijímá tyto údaje přímo.
