Visninger: 0 Forfatter: Webstedsredaktør Udgivelsestid: 2026-11-06 Oprindelse: websted
En inline spændings- og kompressionskraftsensor, også kaldet en inline-belastningscelle eller gevindspændings-kompressionsbelastningscelle, monteres i serie mellem to komponenter og måler de aksiale tryk- og trækkræfter, der passerer gennem det led. I en lineær aktuator sidder den mellem stangen og værktøjet. I en teststand sidder den mellem det bevægelige krydshoved og prøveholderen. Aflæsningen er kun så god som belastningsvejen: hver newton, du vil måle, skal passere gennem sensoren, og intet andet bør bære belastning rundt om den.
Hvis du kun har to minutter, er det disse punkter, der oftest afgør, om en inline vejecelle fungerer efter hensigten:
Spor lastvejen først. Ethvert beslag, afskærmning eller hårdt stop, der berører samlingen under måling, bliver en parallel bane og sænker aflæsningen.
Størrelseskapacitet fra den fysiske belastning ved sensoren, inklusive forspænding og fiksturvægt, ikke fra værdien vist efter nulstilling.
Konverter procent af fuldskala fejl til newton ved din mindste arbejdsstyrke, før du sammenligner dataark.
Match gevindet i begge ender, den installerede længde med adaptere monteret og kabeludgangen til den rigtige kuvert, ideelt set med leverandørens 3D-model.
En rå mV/V broudgang har brug for excitation og en broindgang eller forstærker; en standard PLC analog indgang kan ikke læse den direkte.
Bekræft begge retninger med værktøjet installeret. Et certifikat med kun spænding siger intet om kompressionsnøjagtighed.
De to ender af en inline vejecelle overfører kraft gennem dets føleelement. En trækbelastning trækker enderne fra hinanden. En trykbelastning presser dem sammen. For at fange den tilsigtede kraft skal du placere sensoren mellem det bevægelige element og den del af samlingen, hvis belastning du skal måle. En støtte eller beslag, der bærer noget af denne kraft rundt om sensoren, ændrer aflæsningen.
Figur 1. Spænding og kompression virker langs samme akse i modsatte retninger. Konceptuelt diagram.
I et strain gauge design deformeres det elastiske element en smule under belastning. Målerne ændrer modstand, og en ophidset Wheatstone-bro producerer en lille differentialspænding. Følsomheden på dataarket er almindeligvis angivet i millivolt pr. volt excitation ( mV/V ). Som en illustration giver 1,5 mV/V ved 5 V excitation 7,5 mV signalændring ved nominel belastning i den specificerede retning. Kalibreringen relaterer brooutput til kraft i newton. De NI-brobaseret lastmålingsguide understøtter instrumentvalg.
Udvendige tappe passer sammen med gevindkoblinger eller værktøj. Indvendige gevind accepterer en tilhørende tap eller adapter. Nogle modeller bruger forskellige endeforbindelser. Kontroller begge ender af tegningen for gevinddybde, skulderfrigang og eventuelle specificerede belastnings- eller klemflader.
Som reference til, hvad en produktside skal fortælle dig, er FIBOS FA203 inline kraftsensor er angivet med kapaciteter fra 50 N til 2.000 N, et φ25,4 mm × 37 mm rustfrit stålhus, en nominel følsomhed på 2,0 mV/V , en sikker overbelastning på 150 % F.S. og it anbefalet excitation, og it. monteringstegningen skelner gevindstørrelser efter kapacitetsgruppe, så download tegningen for den nøjagtige kapacitet, der overvejes, i stedet for at antage én gevind for hele serien. På tværs af FIBOS stang-endekraftsensorer , inline-modeller er blandt andet opført med M4 , M8 og M12 gevindmuligheder, hvilket gør gevindstørrelsen til en produktfamiliebeslutning snarere end en eftertanke.
For kompakte aktuatorer eller små laboratoriearmaturer skal du kontrollere den komplette installerede kuvert. Koblinger og låsemøtrikker øger længden, og kabeludgangen har brug for plads til føring og trækaflastning. Inkluder plads til en skruenøgle, og kontroller frigangen i begge ender af slaget. For eksempel, FIBOS FA201 miniature inline vejecelle er angivet ved φ13 mm × 31 mm med kapaciteter fra 50 N til 1.000 N og M4 gevind; i den størrelse kan en kobling og låsemøtrik tilføje en betydelig del af den installerede længde. Bekræft den nominelle læsseretning og kalibreringsomfanget for den kapacitet, du vælger, før du specificerer push-pull-drift. FUTEK'er inline vejecelle-serien illustrerer, hvordan kropsstørrelse og gevindmuligheder varierer inden for en enkelt produktfamilie.
Et kompakt gevind inline-design passer til en stang-til-værktøj eller stang-til-fixtur-forbindelse. En S-stråle vejecelle kan også sidde i serie og måle skub og træk, når dens monterings- og retningsbestemmelser understøtter begge dele. Den har en anden kropshylster og kan passe til en testramme med mere plads omkring lastaksen. EN gennemgående hul eller donut kraftsensor passer til samlinger, hvor en bolt eller aksel passerer gennem sensoren og overfører belastning gennem de specificerede flader. Sammenlign hvordan hvert design faktisk bærer kraft i din samling. For en bredere sammenligning af sanseprincipper og kropsstile, se FIBOS kraftsensor guide.
Tabellen nedenfor opsummerer de praktiske forskelle. FIBOS lister S type kraftsensorer og donut kraftsensorer som separate kategorier af samme grund: monteringsgeometrien, ikke føleprincippet, afgør normalt, hvilken der passer.
| Design | Typisk montering | Hvor den passer bedst | Pas på |
|---|---|---|---|
| Gevind inline vejecelle | Gevindbolte eller indvendige gevind i serie med en stang eller kobling | Aktuator stang-til-værktøj, pres-fit hoveder, kompakt push-pull armaturer | Installeret længde med adaptere; sidebelastninger fra forskydning; vridning under tilspænding |
| S-stråle vejecelle | Gevindhuller i toppen og bunden af en S-formet krop | Testrammer og hængende eller ophængte laster med plads omkring lastaksen | Større kuvert; off-axis følsomhed; kontrollere, at modellen er klassificeret til begge retninger |
| Gennemgående hul eller donut vejecelle | Ring fastspændt i en stak; bolt eller aksel passerer gennem boringen | Boltforspænding, spændestable, samlinger hvor akslen skal passere gennem sensoren | For det meste kompressionsbedømt; last- og støtteflader er defineret af tegningen |
En inline-vejecelle mellem en lineær aktuatorstang og et værktøj måler den aksiale kraft, der overføres på det punkt. En controller kan bruge signalet til at detektere kontakt eller regulere kraft. Under hurtige bevægelser kan aflæsningen inkludere den kraft, der er nødvendig for at accelerere nedstrøms værktøj. Kontroller denne effekt, når målet er at estimere kontaktkraften på emnet.
Figur 2. FIBOS FA203 produktbilledet og belastningsretningsdiagrammet fra produktmanualen viser de to gevindskårne ender og aksial belastning i spænding og kompression.
En pres-fit station kan registrere trykkraft mod værktøjets forskydning for at kontrollere, hvordan en del sidder. En indførings-ekstraktionsfikstur kan registrere indføringsspidsen og udtrækningsspidsen i én opsætning, hvis dens værktøj overfører begge belastninger gennem sensoren. Synkroniser kraft og forskydning, så hver top kan bindes til en position eller et trin i cyklussen. Pressemontering til biler, automatiseret samling og 3C-komponenttestning er typiske opgaver, der er angivet for kompakte inline-modeller såsom FA203.
Figur 3. I denne pressestation er det lodrette pressehoved centreret over det runde armatur, der understøtter delen.
På en forskningsteststand kan en inline-vejecelle spore kraften, når en prøve eller en mekanisme på- og aflæses. For lavkraftarbejde skal du kontrollere støjen og repeterbarheden med de faktiske greb monteret. Under vendinger skal du inspicere grebene og koblingerne for spil. Mekanisk tilbageslag kan producere et fladt segment i en kraft-forskydningskurve, før den modsatte belastning begynder at bygge.
Angiv gevindstandard, diameter, stigning og brugbart indgreb i begge ender. På et blindt hul skal du kontrollere, at adapteren sidder som tilsigtet, før den når bunden. Bekræft afstanden mellem monteringsgrænseflader, efter at adaptere er monteret. Denne dimension bestemmer, om værktøjet når arbejdsemnet og rydder omgivende dele over hele slaget. Hvor en leverandør tilbyder 3D-modelfiler, som FIBOS gør for sine inline-sensorer, skal du slippe modellen i samlingen, før du bestiller, i stedet for at tjekke konvolutten på papir.
Angiv normale og maksimale fysiske belastninger separat for spænding og kompression. Inkluder armaturets vægt, hvor den virker gennem sensoren, monterings-forspænding og troværdige transienter såsom en hård kontakt. For eksempel giver en 150 N trykforbelastning efterfulgt af yderligere 400 N i kompression omkring 550 N fysisk belastning før ethvert stød eller sidebelastning. Vælg et nominelt område, der dækker de forventede arbejdsspidser med en margen, der passer til applikationen. Behandl sikker overbelastning som en separat grænse, og kontroller tilladte sidebelastninger, bøjningsmomenter og vridning. En 150 % F.S. sikker overbelastning, som angivet for FA203 og FA201, er en overlevelsesgrænse under de angivne forhold, ikke et ekstra kalibreret arbejdsområde.
Konverter specifikationer i procent af fuldskala for at forcere enheder. Et enkelt fejlled på 0,1 % af fuld skala på en 2.000 N vejecelle svarer til 2 N. Ved en 10 N arbejdskraft svarer det ene led alene til 20 % af aflæsningen. Behandl dette som en screeningsberegning. Evaluer andre relevante fejl, nuldrift, hysterese under vending og støjen fra den installerede målekæde. Bekræft, at gentagne målinger kan skelne mellem den mindste ændring, der har betydning for processen.
Brug den hurtigste funktion, der betyder noget, såsom en kort indsættelsesspids, til at specificere det påkrævede svar. Værktøjsmasse og armaturstivhed påvirker det installerede systems resonans. Den anvendelige båndbredde afhænger også af indstillingerne for forstærkeren, filtreringen og optagelsen; en naturlig frekvens over 5 kHz på et dataark betyder ikke, at den installerede kæde kan løse en 5 kHz hændelse. For gentagne belastningsvendinger skal du bede om træthedsdata, der matcher belastningsamplituden, middelbelastningen og cyklusantal. Kontroller driftstemperaturen, beskyttelsesklassificeringen og kabelføringen mod faktisk eksponering og bevægelse.
Før du anmoder om et tilbud eller en prøve, skal du gennemgå nedenstående kontroller. Hver række parrer parameteren for at bekræfte med den fejl, der oftest forårsager et misforhold mellem dataarket og det installerede resultat.
| Parameter | Hvad skal bekræftes | Almindelig fejl |
|---|---|---|
| Gevind- og endeforbindelser | Standard, diameter, stigning, indgrebslængde, indvendig eller udvendig i hver ende | Forudsat at én trådstørrelse gælder for hver kapacitet i serien |
| Installeret længde | Ansigt til ansigt afstand med koblinger, låsemøtrikker og stangende lejer monteret | Læser kun kropshøjden fra dataarket |
| Kapacitet | Forspænding plus arbejdskraft plus troværdige toppe, separat for spænding og kompression | Dimensionering for kraften vist efter nulstilling |
| Bedømte rutevejledninger | Spænding, kompression eller begge dele, med den nøjagtighed, der er angivet for hver | Forudsat at en sensor med gevind er automatisk tovejs |
| Nøjagtighedsgrundlag | Hvert fejlled konverteres til newton ved den mindste kraft, der betyder noget | Aflæsning af % F.S. som en procentdel af aflæsningen |
| Sidebelastning og momentgrænser | Tilladt off-akse kraft, bøjningsmoment og torsion | Kun kontrol af aksial kapacitet |
| Signalkæde | mV/V output, excitationsområde, bromodstand og forstærkeren eller modulindgangen | Tilslutning af broudgangen direkte til en standard PLC analog indgang |
| Dynamik og træthed | Hurtigste kraftfunktion, installeret resonans, cyklustælling og belastningsamplitude | Behandling af dataarks naturlige frekvens som brugbar båndbredde |
| Miljø | Kompenserede og driftstemperaturområder, IP-klassificering, kabelbøjning og routing | Behandling af en IP-klassificering som kemisk eller kølemiddelresistens |
| Kalibreringsomfang | Retninger, pointer, usikkerhed og acceptgrænser skal angives på certifikatet | Accept af et enkeltvejscertifikat for push-pull-tjeneste |
Juster aktuatoren, vejecellen og værktøjet på de driftspositioner, hvor kraften vil blive målt. Kontroller for fejljustering af guiden, fiksturafbøjning og kabeltræk ved begge vandringsgrænser. Ved en sikker, lav kraft sammenlignes responsen ved flere slagpositioner ved hjælp af en repeterbar referencebelastning. En positionsafhængig uoverensstemmelse kan afsløre skiftende justering eller en fiksturkontakt.
Figur 4. En forskudt kraftlinje tilføjer et bøjningsmoment. Kontroller justering under hele slaget. Konceptuelt diagram.
En kraft på 500 N, hvis virkelinje er forskudt med 2 mm, frembringer et bøjningsmoment på 1 N·m ved sensoren. Effekten på aflæsningen afhænger af sensoren og monteringen. Hold kraftindføringen centreret, og kontroller producentens kombinerede belastningsgrænser. Under monteringen skal du følge modellens tilspændingssekvens og drejningsmomentgrænser og bruge de specificerede skruenøgleflader eller modholdspunkter. De FUTEK LCM monteringsvejledning giver modelfamilie eksempler på installationsmoment og off-akse belastningskontrol.
Kontroller, at en adapter, møtrik, skærm eller et hårdt stop ikke rører en overflade, der skal forblive fri under målingen. En sådan kontakt kan skabe en parallel belastningsbane, kendt som en kraftshunt. Displayet viser muligvis kun den del af den påførte kraft, der passerer gennem vejecellen. Inspicer begge retninger og hele vandringsområdet, fordi et mellemrum kun kan lukkes under en bestemt belastning eller position.
En passiv brovejecelle har brug for en kompatibel excitationskilde og en differentiel broindgang. Kontroller excitationsområdet, bromodstanden, ledningsfunktionerne og inputområdet i sensor- og instrumentdokumenterne. Brug et bridge-indgangsmodul eller et kompatibelt vejecelleforstærker, når PLC'en kun har standard spændings- eller strømindgange. Hvor en forstærker kortlægger tovejskraft til en unipolær udgang såsom 4-20 mA, reserver signalområdet på begge sider af den valgte nulkraftudgang og verificer afbildningen.
Anvend et kendt skub og træk, og bekræft skiltet ved PLC'en eller dataindsamlingssystemet (DAQ). Bekræft, at ingen af enderne af det påkrævede kraftområde klemmer ved forstærkeren eller inputmodulet. Indstil sampling og anti-alias-filtrering for den hurtigste funktion, der skal måles. Hvis PLC-scanningen eller kommunikationsopdateringen er for langsom til at fastholde en top, skal du fange den med passende højhastighedsopsamling og sende resultatet til PLC'en.
Registrer den monterede aflæsning ved en defineret referencetilstand før tarering. Gentag adskillige ind- og udlæsningscyklusser og noter, hvor tæt aflæsningen vender tilbage til referencen. Undersøg en væsentlig ændring efter tilspænding eller efter kraftvending. Tjek for mekanisk forspænding, løse samlinger, binding og et ustabilt elektrisk nulpunkt, før du beslutter dig for, om du vil vende tilbage eller justere samlingen.
Brug en passende reference, såsom en kalibreret referencevejecelle monteret i serie, til at påføre eller måle kendte kræfter i begge retninger. Kontroller flere punkter på tværs af arbejdsområdet, inklusive den laveste kritiske kraft, og optag aflæsninger ved lastning og losning. Sammenlign den endelige værdi i newton ved PLC'en eller DAQ'en med referencen. Hvis nøjagtighed eller sporbarhed er kontraktmæssig, skal du angive kalibreringsanvisninger, punkter, usikkerhed og acceptgrænser, når du bestiller eller planlægger kalibrering. For hurtige hændelser skal du separat verificere, at den installerede målekæde bevarer de nødvendige toppe og timing.
Mange inline vejeceller er købt for at erstatte en enhed, der fejlede, var overbelastet eller ikke længere er tilgængelig. Matchende tråde og kapacitet er den første skærm, ikke hele opgaven. Tabellen nedenfor viser, hvad der skal indsamles fra den gamle installation, og hvad der skal sammenlignes på kandidatens datablad og tegning. Hvis den originale tegning ikke er tilgængelig, skal du måle den installerede længde mellem monteringsflader, fotografere kabeludgangen og skruenøglefladerne og læse den eksisterende forstærkers exciterings- og inputområde, før du udvælger en erstatning.
| Vare | Saml fra den gamle installation | Sammenlign på kandidaten |
|---|---|---|
| Mekanisk pasform | Gevindstørrelse og -type i hver ende, monteret længde, skruenøgleflader, kabeludgangsretning | Tegning for matchende kapacitetsgruppe; adaptere, der er nødvendige for at nå samme længde |
| Tving vurderinger | Nominel kapacitet, faktisk arbejds- og spidsbelastninger set under service, overbelastningshistorik | Nominel belastning og sikker overbelastning i hver retning; sidebelastning og momentgrænser |
| Elektrisk grænseflade | mV/V følsomhed, bromodstand, ledningsfarver og -funktioner, excitation under brug | Følsomhed og bromodstand den eksisterende forstærker kan acceptere uden omskalering eller den nye skalering, der kræves |
| Dynamik | Cyklushastighed, hurtigste peak fanget, filterindstillinger i controlleren | Data om stivhed, naturlig frekvens og træthed for samme pligt |
| Miljø | Temperatur, kølevæske eller støveksponering, kabelbevægelse | Kompenseret temperaturområde, IP-klassificering, kabelspecifikation |
| Accept | Hvordan den gamle sensor blev nulstillet og verificeret i maskinen | Tovejsverifikation med erstatningen monteret, før maskinen frigives |
Når ingen katalogmodel matcher den installerede længde, gevindkombination eller kabeludgang, skal du spørge, om en modificeret version er tilgængelig, før du redesigner armaturet. FIBOS lister ikke-standard tilpassede sensorer til denne situation; send den gamle tegning eller de målte dimensioner sammen med kraftområdet og forstærkerdetaljerne, så forslaget dækker hele målekæden, ikke kun sensorkroppen.
De kan variere efter model eller konfiguration. Kontroller den nominelle belastning, sikker overbelastningsgrænse og specificeret nøjagtighed i hver retning. Kontroller også adapternes og eventuelle andre dele i belastningsvejen.
Hvis begge kraftaflæsninger kræver en angivet nøjagtighed, skal du kalibrere eller verificere begge retninger som krævet af applikationen. Et certifikat kun spænding etablerer resultater for spænding. Nogle tovejsmodeller tilbyder separat kalibrering i den anden retning, så bekræft omfanget af certifikatet ved bestilling.
Et passende sfærisk stangendeleje kan rumme en vis vinkelforskydning. Kontroller tilladt artikulation, spillerum, slør og tryk/træk. Lejespil og friktion kan påvirke målinger og aflæsninger med lille kraft under vendinger. Et katalogmærke såsom 'stangende' kan beskrive sensorens monteringsstil med gevind, så tjek, om et leje faktisk er inkluderet.
Nulstilling ændrer den viste reference. Den mekaniske forspænding virker stadig på vejecellen og skal medtages ved kontrol af kapacitet, overbelastning og udmattelsesforhold. Registrer den fysiske forbelastning eller dokumentér referencetilstanden, der er brugt til tarering.
Send arbejds- og spidskræfterne i hver retning, gevindstørrelsen og -typen i begge ender, den maksimale installerede længde, kabeludgangen og -længden, forstærkerens eller PLC-modulets magnetiserings- og inputområde, driftstemperaturen og beskyttelseskravet, og om der er behov for et to-vejs kalibreringscertifikat. En tegning eller foto af monteringsstedet gemmer mindst én runde spørgsmål. FIBOS kontaktsiden accepterer disse detaljer direkte.
