Hogyan válasszunk egy érzékelőt a feszültség mérésére különböző szögekben?

Tartalommenü

● 1. A feszültség mérésének alapelvei szögben

● 2. érzékelő technológiák a szögfeszültség mérésére

>> 2.1 Szűrőmérő alapú érzékelők

>> 2.2 Radiális erő -átalakítók

>> 2.3 MEMS-alapú intelligens érzékelők

● 3. A szögváltozó alkalmazások kiválasztási kritériumai

● 4. Telepítési bevált gyakorlatok

● 5. Ipari alkalmazások

● Következtetés

● GYIK

>> 1. kérdés: Hogyan befolyásolja a hőmérséklet a szögfeszültség méréseit?

>> 2. kérdés: Mi a maximális szög, ahol a feszültségmérés praktikus marad?

>> 3. kérdés: Hogyan lehet ellenőrizni az érzékelő igazítását a terepi telepítésekben?

>> 4. kérdés: Ezek az érzékelők mérhetik -e a kompressziós erőket szögben?

>> 5. kérdés: Milyen kiberbiztonsági intézkedések védik az IoT-kompatibilis feszültségérzékelőket?

● Idézetek:

A pontos feszültségmérés változó szögekben továbbra is az ipari műszerek egyik legbonyolultabb kihívása. Ez az útmutató technikai mély merülést biztosít a szög-kompenzált szögválasztáshoz, konfiguráláshoz és karbantartáshoz Feszültségérzékelők a gyártás, a robotika és az űrhajózási alkalmazások között.

1. A feszültség mérésének alapelvei szögben

A vektor felbontás alapjai azt diktálják, hogy a θ szögben alkalmazott feszítőerő (F) mérhető összetevőket generál:

- Axiális erő: fx = f⋅cos (θ)

- Nyíróerő: fy = f⋅sin (θ)

A hagyományos egytengelyes érzékelők csak az FX-t észlelik, ami szisztematikus alulértékeléshez vezet. A fejlett rendszerek kombinálják a trixiális terhelési sejteket és a tehetetlenségi mérőegységeket (IMU), hogy a valódi feszültséget rekonstruálják a vektor összegzéssel. A legfontosabb hibaforrások a következők:

- Koszinusz hiba: 13,4% -ig 30 ° -kal való elegyítésnél

- Hajlító pillanatok: A tengelyen kívüli betöltés indukálja

- A hőmérsékleti sodródás: 0,02%/° C jellemző a feszültségmérő rendszerekben

2. érzékelő technológiák a szögfeszültség mérésére

2.1 Szűrőmérő alapú érzékelők

A fejlett konfigurációk most integrálják a rozetta törzsmérőket a Wheatstone híd elrendezésében:

- 3-As-os rendszerek: Detektálja a tengelyirányú és hajlító terheléseket

- 6-os rendszeres rendszerek: teljes hőmérséklet-kompenzáció

- Korlátozások:

a. 50Hz -es maximális mintavételi sebesség

b. 0,1-0,5% nemlinearitás

Telepítési kritikusságok:

- A felszíni felszíni síkosság 3 µm RA)

- A nyomaték egységessége a rögzítés során (± 5% tolerancia)

2.2 Radiális erő -átalakítók

A görgős alapú tervek dominálnak a webkezelési alkalmazásokat:

- Feszítési tartomány: 0,1N - 200KN

- Sebességkapacitás: 0-50 m/s lineáris mozgás

- Tekerje be a szög optimalizálását:

- Ideális: 150-170 ° (elkerüli a csúszás/bot átmeneteit)

- Minimum: 30 ° (felületi érdesség> 3 µm RA -t igényel)

2.3 MEMS-alapú intelligens érzékelők

A negyedik generációs MEMS eszközök mostantól:

- Integrált jelkondicionálás: 24 bites ADC-k

- Vezeték nélküli protokollok: Bluetooth 5.2, Lorawan

- Környezeti edzés:

a. IP69K behatolásvédelem

b. 50 g ütésállóság

paraméter	belépő szintű	ipari minőségű
Szögfelbontás	0,5 °	0,01 °
Dinamikus tartomány	± 90 °	± 180 °
Hőmérsékleti sodródás	0,05%/° C	0,002%/° C

3. A szögváltozó alkalmazások kiválasztási kritériumai

3.1 Pontossági követelmények

- Statikus rendszerek: ± 1% FS elegendő

- Dinamikus rendszerek: ± 0,25% FS minimum

- Kritikus alkalmazások (pl. Repülőgép-vezérlő kábelek): ± 0,1% FS NIST-nyomon követhető kalibrálással

3.2 Környezeti tényezők

- Hőmérséklet:

a. Standard: -20 ° C - +85 ° C

b. Hosszabbítva: -55 ° C- +150 ° C (Szilícium-szigetelő MEMS-re van szükség)

-Rezgés: MIL-STD-810H megfelelés> 15 g RMS környezethez

3.3 Mechanikai integráció

- A konfigurációk szerelése:

a. Dupla nyírás: Tiszta feszültség/tömörítés érdekében

b. Hajlító gerenda: ± 5 ° eltérítést tesz lehetővé

c. S-Type: kompakt többtengelyes telepítések

4. Telepítési bevált gyakorlatok

4.1 igazítási eljárások

1. Lézer-igazító érzékelő tengely erővektorral (± 0,1 ° tolerancia)

2. Használjon precíziós szintet 0,01 ° felbontással

3. Végezzen el statikus kalibrálást 0 °, 45 ° és 90 ° -nál

4.2 Jelkondicionálás

- Analóg front-end követelmények:

a. CMRR> 100dB 60 Hz -en

b. 1KSS minimális mintavételi sebesség

- Digitális szűrés:

a. 50 Hz -es bevágási szűrők AC interferenciahoz

b. Kalman szűrés dinamikus szögkompenzációhoz

4.3 Karbantartási protokollok

- negyedévente:

a. Újra-tork felszerelés hardver

b. Tiszta optikai kódoló felületek (ha van)

- Éves:

a. Teljes metrológiai kalibrálás

b. Csapágycsere hengerrendszerekben

5. Ipari alkalmazások

5.1 Kompozit anyaggyártás

- Kihívás: Mérje meg a 0-500N feszültségét a szénszál vontatásán 70 ° -os betáplálási szögnél

- Megoldás: Vízhűtéses radiális érzékelő:

a. 1000Hz -es mintavételi sebesség

b. Alsic kerámiahenger

- Eredmény: 0,2% CV a 8 órás termelés során

5.2 Autóüzembefutók

- Követelmények:

a. 0-6000N dinamikus tartomány

b. 180 ° irányváltozás <50 ms -ban

- megvalósítás: piezoelektromos érzékelő tömb:

a. 10 kHz -es válaszadási arány

b. Can FD kimenet

5.3 Deep-Sea Rov Tether Management

- Feltételek:

a. 6000 m mélység besorolás

b. 360 ° Folyamatos forgás

- Technológia: Optikai nyomaték -érzékelők:

a. Lézer alapú szög kódolás

b. Nyomás kiegyensúlyozott olajtöltés

Következtetés

A feszültségű erőérzékelők kiválasztása megköveteli a vektormechanika, a környezeti szélsőségek és a dinamikus válaszkövetelmények szigorú elemzését. A MEMS szögérzékelőket, a fejlett jelfeldolgozást és az IoT csatlakoztathatóságát kombináló modern megoldások lehetővé teszik a példa nélküli mérési pontosságot a forgó és artikulált rendszerekben. Ahogy az intelligens gyártás felgyorsul, a valós idejű vektor felbontáshoz az Edge AI képességekkel rendelkező ön kalibráló érzékelők fokozott elfogadása várható.

GYIK

1. kérdés: Hogyan befolyásolja a hőmérséklet a szögfeszültség méréseit?

A feszültségmérő érzékelők 0,02-0,05%/° C érzékenységi sodródást tapasztalnak. Az integrált hőmérsékleti kompenzációval rendelkező MEMS -eszközök ± 0,005%/° C stabilitást tartanak -40 ° C -tól 125 ° C -ig.

2. kérdés: Mi a maximális szög, ahol a feszültségmérés praktikus marad?

A hagyományos érzékelők elveszítik a megbízhatóságot a 75 ° tengelyen kívül. A speciális 6 tengelyes terhelési cellák ± 1% -os pontosságot 85 ° -ig tartanak a gömbcsukló szerelése révén.

3. kérdés: Hogyan lehet ellenőrizni az érzékelő igazítását a terepi telepítésekben?

Használjon lézer -igazítási eszközöket <0,1 ° felbontással, vagy végezzen élő kalibrálást ismert súlyokkal 0 °, 45 ° és 90 ° orientációval.

4. kérdés: Ezek az érzékelők mérhetik -e a kompressziós erőket szögben?

Igen, de kétirányú kalibrálást igényel. A radiális erő -átalakítók általában ± 10% FS kompressziót kezelnek károsodás nélkül.

5. kérdés: Milyen kiberbiztonsági intézkedések védik az IoT-kompatibilis feszültségérzékelőket?

Végezze el a TLS 1.3 titkosítását, a MAC-címszűrést és a tanúsítvány-alapú hitelesítést az ipari hálózatokban az adatok megsértésének megakadályozása érdekében.

Idézetek:

[1] https://forum.digikey.com/t/understanding-angle-sensors-features-benefits-and-selection-criteria/46373

[2] https://www.tensometric.de/en/products/tensile-force-measurement/rotating-systems

[3] https://www.te.com/en/products/sensors/position-sensors/tilt-sensors-inclinometers.html

[4] https://www.tensometric.de/en/16-english-categories/products?start=6

[5] https://haehne.de/fileadmin/erklaerungen_zertifikate/practice_guide.pdf

[6] https://www.youtube.com/watch?v=lhbzeahhwba

[7] https://www.hbkworld.com/en/knowledge/resource-center/articles/installation-of-force-transducers

[8] https://www.fms-technology.com/en/faq

[9] https://www.ultraforce.com.tw/news/how-does-a-stension-sensor-work

[10] https://www.measurex.com.au/working-principle-of-force-sensors/

[11] https://www.nanoscience.com/techniques/tensiometry/

[12] https://haehne.de/en/service/Technical-terms-for-force-measuring-sensors/Nominal-force

[13] https://wobit.com.pl/en/artykul/5249/strefa-wiedzy/7-pytan-o-czujniki-sily--ktore-chceszz-znac-odpowiedz/

[14] https://www.arisewebguiding.com/what-are-different-types-of-stension-sensors--how-to-select-the-right-type

[15] https://www.machinedesign.com/archive/article/21829144/controlling-web-stension-with-load-cells-part-3-of-3

[16] https://www.ti.com/lit/pdf/sbaa463

[17] https://training.dewesoft.com/online/course/angle-measuráció

[18] https://forum.arduino.cc/t/angle-measementsetup/1286050

[19] https://www.infineon.com/cms/en/product/sensor/magetic-sensors/magnet-position-sensors/angle-sensors/

[20] https://www.mobac.de/englisch/drive-technology/magnic-particle-bras-and-clutches/force-measuring-roller-/-sensor

[21] http://www.surface-stension.org/articlehow_114.html

[22] https://www.fms-technology.com/en/faq

[23] https://www.althensensors.com/landing-pages/tilt-angle-measuration/

[24] https://www.fms-technology.com/fileadmin/user_upload/dokumente/datasheet_force_sensors_fms.pdf

[25] https://www.megatron.de/en/category/angle-sensors.html

[26] https://uol.de/fileadmin/user_upload/physik/ag/physikpraktika/download/gpr/pdf/e_sensoren.pdf

[27] https://www.lorenz-messtechnik.de/english/products/torque-sensors.php

[28] https://haehne.de/en/web-stension/tension-force-sensor

[29] https://www.checkline.com/product/rfs100

[30] https://www.hans-schmidt.com/en/produkt-details/tension-sensor-fsr/

[31] https://www.checkline.com/product/ts2l

[32] https://www.fmstechnology.com/fileadmin/import/force_sensor-series/rmgz1_installation_instructions_en.pdf

[33] https://www.xjcsensor.net/products/tension-sensordwvjf

[34] https://www.youtube.com/watch?v=qky2ibfnqmi

[35] https://www.youtube.com/watch?v=_z_atddpd9a

[36] https://www.fmstechnology.com/fileadmin/import/force_sensor-series/a_installation_instructions_en.pdf

[37] https://www.youtube.com/watch?v=vaafmthf9q

[38] https://www.youtube.com/watch?v=ncfqa5lesyk

[39] https://haehne.de/fileadmin/erklaerungen_zertifikate/practice_guide.pdf

[40] https://engineering.stackexchange.com/questions/50578/constant-stension-does-angle-between-rollers-matter

[41] https://www.hbm.com/tw/6294/Multi-axis-sensors-faqs/

[42] https://www.montalvo.com/variable-wrap-angle-technology/

[43] https://www.ariat-tech.com/blog/guide-to-force-sensors-how-they-work.

[44] https://www.xjcsensor.com/how-does-a-stension-sensor-work-work-in-industrial-applications/

[45] https://www.pcb.com/resources/faq/force-faq

[46] https://www.mrclab.com/what-is-the-significance-ofileuring-contact-angle-with-a-tensiometer-ins-scerface-Science

[47] https://functionbay.com/documentation/onlinehelp/documents/tensionssenor2.htm

[48] ​​https://www.fibosssor.com/why-choose-a-ppring-stension-sensor-over-other-force-sensors.html

[49] https://physics.stackexchange.com/questions/207984/confused-on-how-terions-can-differ-with-angle

[50] https://haehne.de/en/service/Technical-terms-for-force-measuring-sensors/Nominal-force

[51] https://www.youtube.com/watch?v=uni7g3xxp20

[52] https://www.ti.com/video/6033246647001

[53] https://www.youtube.com/watch?v=-ahg-eddbii

[54] https://www.youtube.com/watch?v=C93SoHUZ0

[55] https://www.biolinchina.com/wp-content/uploads/2021/03/wp-contact-angle-what-it-it--how-do--yeasure-it.pdf