Visninger: 0 Forfatter: Nettstedredaktør Publiseringstidspunkt: 2026-11-06 Opprinnelse: nettsted
En inline strekk- og kompresjonskraftsensor, også kalt en inline-lastcelle eller gjenget spennings-kompresjonslastcelle, monteres i serie mellom to komponenter og måler de aksiale skyve- og trekkkreftene som passerer gjennom det leddet. I en lineær aktuator sitter den mellom stangen og verktøyet. I et teststativ sitter det mellom det bevegelige krysshodet og prøvefestet. Avlesningen er bare like god som lastbanen: hver newton du vil måle må passere gjennom sensoren, og ingenting annet skal bære last rundt den.
Hvis du bare har to minutter, er dette punktene som oftest avgjør om en inline-lastcelle fungerer etter hensikten:
Spor lastebanen først. Enhver brakett, beskyttelse eller hard stopp som berører enheten under måling blir en parallell bane og senker avlesningen.
Størrelseskapasitet fra den fysiske belastningen på sensoren, inkludert forspenning og festevekt, ikke fra verdien vist etter nullstilling.
Konverter prosent av fullskala feil til newton med minste arbeidsstyrke før du sammenligner dataark.
Match gjengen i begge ender, den installerte lengden med adaptere montert og kabelutgangen til den virkelige konvolutten, ideelt sett med leverandørens 3D-modell.
En rå mV/V broutgang trenger eksitasjon og en broinngang eller forsterker; en standard PLS analog inngang kan ikke lese den direkte.
Bekreft begge retninger med verktøyet installert. Et sertifikat for kun spenning sier ingenting om kompresjonsnøyaktighet.
De to endene av en inline-lastcelle overfører kraft gjennom dets følerelement. En strekkbelastning trekker endene fra hverandre. En trykklast presser dem sammen. For å fange opp den tiltenkte kraften, plasser sensoren mellom det bevegelige elementet og delen av sammenstillingen hvis belastning du må måle. En støtte eller brakett som bærer noe av kraften rundt sensoren endrer avlesningen.
Figur 1. Strekk og kompresjon virker langs samme akse, i motsatte retninger. Konseptuelle diagram.
I en strain gauge design deformeres det elastiske elementet litt under belastning. Målerne endrer motstand, og en opphisset Wheatstone-bro produserer en liten differensialspenning. Følsomheten på dataarket er vanligvis gitt i millivolt per volt eksitasjon ( mV/V ). Som en illustrasjon gir 1,5 mV/V ved 5 V eksitasjon 7,5 mV signalendring ved nominell belastning i spesifisert retning. Kalibreringen relaterer broeffekt til kraft i newton. De NI brobasert lastmålingsguide støtter instrumentvalg.
Eksterne stender passer sammen med gjengede koblinger eller verktøy. Innvendige gjenger aksepterer en matchende tapp eller adapter. Noen modeller bruker forskjellige endeforbindelser. Sjekk begge ender av tegningen for gjengedybde, skulderklaring og eventuelle spesifiserte belastnings- eller klemflater.
Som en referanse for hva en produktside skal fortelle deg FIBOS FA203 inline kraftsensor er oppført med kapasiteter fra 50 N til 2000 N, en φ25,4 mm × 37 mm kropp i rustfritt stål, en nominell følsomhet på 2,0 mV/V , en sikker overbelastning på 150 % F.S. . monteringstegning skiller trådstørrelser etter kapasitetsgruppe, så last ned tegningen for den nøyaktige kapasiteten som vurderes i stedet for å anta én tråd for hele serien. Tvers over FIBOS stangendekraftsensorserie , inline-modeller er oppført med blant annet M4 , M8 og M12 gjengealternativer, noe som gjør gjengestørrelse til en produktfamiliebeslutning snarere enn en ettertanke.
For kompakte aktuatorer eller små laboratoriearmaturer, sjekk den komplette installerte konvolutten. Koblinger og låsemutter øker lengden, og kabelutgangen trenger plass for ruting og strekkavlastning. Ta med plass til en skiftenøkkel og sjekk klaringen i begge ender av slaget. For eksempel, FIBOS FA201 miniatyr inline lastcelle er oppført på φ13 mm × 31 mm med kapasiteter fra 50 N til 1000 N og M4 gjenger; i den størrelsen kan en kobling og låsemutter legge til en betydelig andel av den installerte lengden. Bekreft den nominelle lasteretningen og kalibreringsomfanget for kapasiteten du velger før du spesifiserer push-pull-drift. FUTEK sine inline lastecelle-serien illustrerer hvordan kroppsstørrelse og gjengealternativer varierer innenfor en enkelt produktfamilie.
En kompakt gjenget inline-design passer en stang-til-verktøy eller stang-til-feste-tilkobling. En S-bjelkelastecelle kan også sitte i serie og måle push and pull når monterings- og retningsverdiene støtter begge deler. Den har en annen kroppskonvolutt og kan passe til en testramme med mer plass rundt lastaksen. EN gjennomhulls- eller smultringkraftsensor passer sammenstillinger der en bolt eller aksel passerer gjennom sensoren og overfører last gjennom de spesifiserte flatene. Sammenlign hvordan hvert design faktisk bærer kraft i sammenstillingen din. For en bredere sammenligning av sanseprinsipper og kroppsstiler, se FIBOS kraftsensorguide.
Tabellen nedenfor oppsummerer de praktiske forskjellene. FIBOS lister S type kraftsensorer og donut kraftsensorer som separate kategorier av samme grunn: monteringsgeometrien, ikke sensorprinsippet, avgjør vanligvis hvilken som passer.
| Design | Typisk montering | Der den passer best | Se opp for |
|---|---|---|---|
| Gjenget inline lastecelle | Gjengebolter eller innvendige gjenger i serie med stang eller kobling | Aktuatorstang-til-verktøy, press-tilpasningshoder, kompakte push-pull-fester | Installert lengde med adaptere; sidebelastninger fra feiljustering; torsjon under tiltrekking |
| S-bjelke veiecelle | Gjengede hull øverst og nederst på en S-formet kropp | Testrammer og hengende eller hengende last med plass rundt lastaksen | Større konvolutt; off-axis følsomhet; sjekk at modellen er vurdert for begge retninger |
| Gjennomgående hull eller smultring-lastcelle | Ring fastklemt i en stabel; bolt eller aksel går gjennom boringen | Boltforspenning, klemmestabler, sammenstillinger hvor akselen må passere gjennom sensoren | For det meste kompresjonsgradert; laste- og støtteflater er definert av tegningen |
En inline-lastcelle mellom en lineær aktuatorstang og et verktøy måler den aksiale kraften som overføres på det punktet. En kontroller kan bruke signalet til å oppdage kontakt eller regulere kraft. Under raske bevegelser kan avlesningen inkludere kraften som trengs for å akselerere nedstrøms verktøy. Sjekk denne effekten når målet er å beregne kontaktkraften på arbeidsstykket.
Figur 2. FIBOS FA203 produktbilde og lastretningsdiagram fra produkthåndboken viser de to gjengede endene og aksial belastning i strekk og kompresjon.
En press-fit-stasjon kan registrere trykkkraft mot verktøyforskyvning for å sjekke hvordan en del sitter. En innsettings-ekstraksjonsfeste kan registrere innsettingstoppen og uttrekkstoppen i ett oppsett hvis verktøyet overfører begge belastningene gjennom sensoren. Synkroniser kraft og forskyvning slik at hver topp kan knyttes til en posisjon eller et stadium i syklusen. Presstilpasning til biler, automatisert montering og 3C-komponenttesting er typiske oppgaver som er oppført for kompakte inline-modeller som FA203.
Figur 3. I denne pressestasjonen er det vertikale pressehodet sentrert over den runde fiksturen som støtter delen.
På et forskningsteststativ kan en inline-lastcelle spore kraft når en prøve eller mekanisme lastes og losses. For arbeid med lav kraft, sjekk støyen og repeterbarheten med de faktiske håndtakene montert. Under reversering, inspiser grepene og koblingene for lek. Mekanisk tilbakeslag kan produsere et flatt segment i en kraft-forskyvningskurve før den motsatte belastningen begynner å bygge.
Spesifiser gjengestandard, diameter, stigning og brukbart inngrep i begge ender. På et blindhull må du kontrollere at adapteren sitter som den skal før den når bunnen. Bekreft avstanden mellom monteringsgrensesnittene etter at adaptere er montert. Den dimensjonen avgjør om verktøyet når arbeidsstykket og fjerner omkringliggende deler over hele slaget. Der en leverandør tilbyr 3D-modellfiler, som FIBOS gjør for sine inline-sensorer, slipp modellen inn i enheten før du bestiller i stedet for å sjekke konvolutten på papir.
Angi normale og maksimale fysiske belastninger separat for spenning og kompresjon. Inkluder armaturvekten der den virker gjennom sensoren, monteringsforspenning og troverdige transienter som en hard kontakt. For eksempel gir en 150 N komprimerende forhåndsbelastning etterfulgt av ytterligere 400 N i kompresjon omtrent 550 N fysisk belastning før ethvert slag eller sidebelastning. Velg et rangert område som dekker de forventede arbeidstoppene med en margin som passer til applikasjonen. Behandle sikker overbelastning som en egen grense og kontroller tillatt sidelast, bøyemomenter og vridning. En 150 % F.S. sikker overbelastning, som oppført for FA203 og FA201, er en overlevelsesgrense under de angitte forholdene, ikke et ekstra kalibrert arbeidsområde.
Konverter prosent av fullskala spesifikasjoner for å tvinge enheter. Et enkelt feilledd på 0,1 % av full skala på en 2000 N lastcelle tilsvarer 2 N. Ved en arbeidskraft på 10 N tilsvarer det ene leddet alene 20 % av avlesningen. Behandle dette som en screeningberegning. Vurder andre gjeldende feil, nulldrift, hysterese under reversering og støyen fra den installerte målekjeden. Kontroller at gjentatte målinger kan skille den minste endringen som betyr noe for prosessen.
Bruk den raskeste funksjonen som betyr noe, for eksempel en kort innsettingstopp, for å spesifisere nødvendig respons. Verktøymasse og festestivhet påvirker det installerte systemets resonans. Den brukbare båndbredden avhenger også av innstillingene for forsterker, filtrering og innsamling; en naturlig frekvens over 5 kHz på et dataark betyr ikke at den installerte kjeden kan løse en 5 kHz hendelse. For gjentatte lastreverseringer, be om utmattelsesdata som samsvarer med lastamplituden, gjennomsnittlig last og syklusteller. Sjekk driftstemperaturen, beskyttelsesklassifiseringen og kabelføringen mot faktisk eksponering og bevegelse.
Før du ber om et tilbud eller en prøve, gå gjennom kontrollene nedenfor. Hver rad parer parameteren for å bekrefte med feilen som oftest forårsaker misforhold mellom dataarket og det installerte resultatet.
| Parameter | Hva skal bekreftes | Vanlig feil |
|---|---|---|
| Gjenge- og endeforbindelser | Standard, diameter, stigning, inngrepslengde, innvendig eller utvendig i hver ende | Forutsatt at én trådstørrelse gjelder for hver kapasitet i serien |
| Installert lengde | Ansikt-til-ansikt-avstand med koblinger, låsemuttere og stangendelagre montert | Leser kun kroppshøyden fra dataarket |
| Kapasitet | Forspenning pluss arbeidskraft pluss troverdige topper, separat for spenning og kompresjon | Dimensjonering for kraften vist etter nullstilling |
| Vurderte veibeskrivelser | Spenning, kompresjon eller begge deler, med nøyaktigheten angitt for hver | Forutsatt at en gjenget sensor er automatisk toveis |
| Nøyaktighetsgrunnlag | Hvert feilledd konvertert til newton ved den minste kraften som betyr noe | Lesing % F.S. som en prosentandel av lesingen |
| Sidelast og momentgrenser | Tillatt kraft utenfor aksen, bøyemoment og torsjon | Kontrollerer kun aksial kapasitet |
| Signalkjede | mV/V utgang, eksitasjonsområde, bromotstand og forsterkeren eller modulinngangen | Koble broutgangen direkte til en standard PLS analog inngang |
| Dynamikk og tretthet | Raskeste kraftfunksjon, installert resonans, syklusteller og lastamplitude | Behandler dataarkets naturlige frekvens som brukbar båndbredde |
| Miljø | Kompenserte og driftstemperaturområder, IP-klassifisering, kabelbøying og ruting | Behandler en IP-klassifisering som kjemisk eller kjølevæskebestandighet |
| Kalibreringsomfang | Veibeskrivelser, poeng, usikkerhet og akseptgrenser skal angis på sertifikatet | Godta et enveis sertifikat for push-pull-plikt |
Juster aktuatoren, belastningscellen og verktøyet i driftsposisjonene der kraften vil bli målt. Sjekk for feiljustering av føringen, fiksturutbøyning og kabeltrekk ved begge bevegelsesgrensene. Ved en sikker, lav kraft, sammenlign responsen ved flere slagposisjoner med en repeterbar referansebelastning. Et posisjonsavhengig avvik kan avsløre endret innretting eller en fiksturkontakt.
Figur 4. En forskjøvet kraftlinje legger til et bøyemoment. Sjekk justeringen gjennom hele slaget. Konseptuelle diagram.
En kraft på 500 N hvis virkningslinje er forskjøvet med 2 mm gir et bøyemoment på 1 N·m ved sensoren. Effekten på avlesningen avhenger av sensor og feste. Hold kraftinnføring sentrert og kontroller produsentens kombinerte lastgrenser. Under monteringen, følg modellens tiltrekkingssekvens og momentgrenser, og bruk de spesifiserte skiftenøkkelflatene eller motholdspunktene. De FUTEK LCM monteringsmanual gir modellfamilie eksempler på installasjonsmoment og belastningskontroller utenfor aksen.
Sjekk at en adapter, mutter, beskyttelse eller hard stopper ikke berører en overflate som skal forbli klar under målingen. Slik kontakt kan skape en parallell lastbane, kjent som en kraftshunt. Displayet kan da vise bare den delen av den påførte kraften som passerer gjennom belastningscellen. Inspiser begge retninger og hele kjøreområdet fordi et gap kan lukkes bare under en bestemt last eller posisjon.
En passiv brolastcelle trenger en kompatibel eksitasjonskilde og en differensialbroinngang. Sjekk eksitasjonsområdet, bromotstanden, ledningsfunksjonene og inngangsområdet i sensor- og instrumentdokumentene. Bruk en broinngangsmodul eller en kompatibel lastcelleforsterker når PLS-en kun har standard spennings- eller strøminnganger. Der en forsterker kartlegger toveis kraft til en unipolar utgang som 4–20 mA, reserver signalområdet på begge sider av den valgte nullkraftutgangen og verifiser kartleggingen.
Bruk en kjent push and pull og verifiser skiltet ved PLS eller datainnsamlingssystem (DAQ). Bekreft at ingen av enden av det påkrevde kraftområdet klemmer ved forsterkeren eller inngangsmodulen. Angi sampling og anti-alias-filtrering for den raskeste funksjonen som skal måles. Hvis PLS-skanningen eller kommunikasjonsoppdateringen er for sakte til å beholde en topp, fange den opp med passende høyhastighetsinnhenting og send resultatet til PLS-en.
Registrer den monterte avlesningen ved en definert referansetilstand før tarering. Gjenta flere inn- og utlastingssykluser og registrer hvor nært avlesningen går tilbake til referansen. Undersøk en betydelig endring etter stramming eller etter kraftreversering. Se etter mekanisk forspenning, løse skjøter, binding og en ustabil elektrisk null før du bestemmer deg for om du skal sanere eller justere sammenstillingen.
Bruk en passende referanse, for eksempel en kalibrert referanselastcelle montert i serie, for å påføre eller måle kjente krefter i begge retninger. Kontroller flere punkter over hele arbeidsområdet, inkludert den laveste kritiske kraften, og noter avlesninger ved lasting og lossing. Sammenlign den endelige verdien i newton ved PLS eller DAQ med referansen. Hvis nøyaktighet eller sporbarhet er kontraktsfestet, spesifiser kalibreringsanvisninger, poeng, usikkerhet og akseptgrenser når du bestiller eller planlegger kalibrering. For raske hendelser, kontroller separat at den installerte målekjeden bevarer de nødvendige toppene og timingen.
Mange inline-lastceller kjøpes for å erstatte en enhet som sviktet, var overbelastet eller ikke lenger er tilgjengelig. Å matche tråder og kapasitet er den første skjermen, ikke hele jobben. Tabellen nedenfor viser hva du skal samle inn fra den gamle installasjonen og hva du skal sammenligne på kandidatens datablad og tegning. Hvis den originale tegningen ikke er tilgjengelig, mål den installerte lengden mellom monteringsflatene, fotografer kabelutgangen og skrunøkkelflatene, og les den eksisterende forsterkerens eksiterings- og inngangsområde før du velger en erstatning.
| Vare Hent | fra den gamle installasjonen | Sammenlign på kandidaten |
|---|---|---|
| Mekanisk passform | Gjengestørrelse og -type i hver ende, installert lengde, skiftenøkkel, kabelutgangsretning | Tegning for matchende kapasitetsgruppe; adaptere som trengs for å nå samme lengde |
| Tvinge vurderinger | Nominell kapasitet, faktisk arbeids- og topplast sett under service, overbelastningshistorikk | Nominell belastning og sikker overbelastning i hver retning; sidelast og momentgrenser |
| Elektrisk grensesnitt | mV/V følsomhet, bromotstand, ledningsfarger og funksjoner, eksitasjon i bruk | Følsomhet og bromotstand den eksisterende forsterkeren kan akseptere uten omskalering, eller den nye skaleringen som kreves |
| Dynamikk | Syklushastighet, raskeste topp fanget, filterinnstillinger i kontrolleren | Data for stivhet, naturlig frekvens og tretthet for samme oppgave |
| Miljø | Temperatur, kjølevæske eller støveksponering, kabelbevegelse | Kompensert temperaturområde, IP-klassifisering, kabelspesifikasjon |
| Godkjennelse | Hvordan den gamle sensoren ble nullstilt og verifisert i maskinen | Toveis verifisering med erstatningen montert før du slipper maskinen |
Når ingen katalogmodell samsvarer med den installerte lengden, gjengekombinasjonen eller kabelutgangen, spør om en modifisert versjon er tilgjengelig før du redesigner armaturet. FIBOS lister ikke-standard tilpassede sensorer for denne situasjonen; send den gamle tegningen eller de målte dimensjonene sammen med kraftområdet og forsterkerdetaljene slik at forslaget dekker hele målekjeden, ikke bare sensorkroppen.
De kan variere etter modell eller konfigurasjon. Sjekk nominell belastning, sikker overbelastningsgrense og spesifisert nøyaktighet i hver retning. Sjekk også verdiene til adaptere og eventuelle andre deler i lastbanen.
Hvis begge kraftavlesningene trenger en oppgitt nøyaktighet, kalibrer eller verifiser begge retninger som kreves av applikasjonen. Et sertifikat for kun spenning etablerer resultater for spenning. Noen toveismodeller tilbyr kalibrering i den andre retningen separat, så bekreft omfanget av sertifikatet ved bestilling.
Et passende sfærisk stangendelager kan romme noe vinkelfeil. Sjekk tillatt artikulasjon, klaring, tilbakeslag og push-pull-klassifiseringer. Lagerspill og friksjon kan påvirke småkraftmålinger og avlesninger under reverseringer. En katalogetikett som 'stangende' kan beskrive sensorens gjengede monteringsstil, så sjekk om et lager faktisk er inkludert.
Nullstilling endrer den viste referansen. Den mekaniske forbelastningen virker fortsatt på lastcellen og må inkluderes ved kontroll av kapasitet, overbelastning og utmattelsesforhold. Registrer den fysiske forhåndsbelastningen eller dokumenter referansetilstanden som brukes til tarering.
Send arbeids- og toppkreftene i hver retning, gjengestørrelse og -type i begge ender, maksimal installert lengde, kabelutgang og lengde, eksitasjons- og inngangsrekkevidden til forsterkeren eller PLS-modulen, driftstemperaturen og beskyttelseskravet, og om et to-veis kalibreringssertifikat er nødvendig. En tegning eller et bilde av monteringsstedet sparer minst én runde med spørsmål. FIBOS kontaktsiden godtar disse opplysningene direkte.
