Zobrazenia: 0 Autor: Editor stránky Čas zverejnenia: 2026-11-06 Pôvod: stránky
Snímač sily ťahu a stlačenia v rade, tiež nazývaný inline snímač zaťaženia alebo závitový snímač napätia a stlačenia, sa montuje do série medzi dva komponenty a meria axiálne tlačné a ťahové sily, ktoré prechádzajú týmto spojom. V lineárnom pohone sedí medzi tyčou a nástrojom. V testovacom stojane sedí medzi pohyblivou krížovou hlavou a prípravkom vzorky. Odčítanie je len také dobré, ako je dráha zaťaženia: každý newton, ktorý chcete merať, musí prejsť cez snímač a nič iné by okolo neho nemalo niesť zaťaženie.
Ak máte len dve minúty, toto sú body, ktoré najčastejšie rozhodujú o tom, či inline snímač zaťaženia funguje podľa plánu:
Najprv sledujte dráhu zaťaženia. Akákoľvek konzola, ochranný kryt alebo tvrdá zarážka, ktorá sa počas merania dotkne zostavy, sa stane paralelnou dráhou a zníži hodnotu.
Veľkostná kapacita z fyzického zaťaženia snímača, vrátane predpätia a hmotnosti prípravku, nie z hodnoty zobrazenej po vynulovaní.
Pred porovnaním údajových listov preveďte percentá chýb z celého rozsahu na newtony pri vašej najmenšej pracovnej sile.
Zosúlaďte závit na oboch koncoch, inštalovanú dĺžku s nasadenými adaptérmi a výstup kábla so skutočným obalom, ideálne s 3D modelom dodávateľa.
Surový výstup mostíka mV/V potrebuje budenie a mostový vstup alebo zosilňovač; štandardný analógový vstup PLC ho nedokáže prečítať priamo.
Skontrolujte obidva smery s nainštalovaným nástrojom. Certifikát len pre napätie nehovorí nič o presnosti kompresie.
Dva konce inline snímača zaťaženia prenášajú silu cez jeho snímací prvok. Ťahové zaťaženie ťahá konce od seba. Tlakové zaťaženie ich tlačí k sebe. Na zachytenie zamýšľanej sily umiestnite snímač medzi pohyblivý člen a časť zostavy, ktorej zaťaženie potrebujete zmerať. Podpera alebo konzola, ktorá prenáša časť tejto sily okolo snímača, mení hodnotu.
Obrázok 1. Napätie a stlačenie pôsobia pozdĺž tej istej osi v opačných smeroch. Koncepčný diagram.
V prevedení tenzometra sa elastický prvok pri zaťažení mierne deformuje. Meradlá menia odpor a vzrušený Wheatstoneov mostík vytvára malé rozdielové napätie. Citlivosť v údajovom liste sa bežne udáva v milivoltoch na volt budenia ( mV/V ). Pre ilustráciu, 1,5 mV/V pri budení 5 V dáva 7,5 mV zmeny signálu pri menovitom zaťažení v špecifikovanom smere. Kalibrácia spája výstup mostíka so silou v newtonoch. The Sprievodca meraním zaťaženia na mostíku NI podporuje výber nástroja.
Vonkajšie čapy sa spájajú so závitovými spojkami alebo nástrojmi. Vnútorné závity prijímajú protiľahlý kolík alebo adaptér. Niektoré modely používajú rôzne koncové pripojenia. Skontrolujte na oboch koncoch výkresu hĺbku závitu, vôľu ramena a všetky špecifikované nakladacie alebo upínacie plochy.
Ako referenciu toho, čo by vám mala povedať stránka produktu, FIBOS Inline snímač sily FA203 je uvedený s kapacitami od 50 N do 2 000 N, telom z nehrdzavejúcej ocele φ25,4 mm × 37 mm, nominálnou citlivosťou 2,0 mV/V , bezpečným preťažením 150 % F.S. a odporúčanou veľkosťou závitu V 5.2 podľa budiacej skupiny stiahnite si výkres pre presnú uvažovanú kapacitu, namiesto toho, aby ste predpokladali jedno vlákno pre celú sériu. Cez FIBOS Rad snímačov sily na konci tyče , radové modely sú okrem iného uvedené s možnosťami závitu M4 , M8 a M12, vďaka čomu je veľkosť závitu skôr rozhodnutím z rodiny produktov než dodatočným nápadom.
V prípade kompaktných pohonov alebo malých laboratórnych prípravkov skontrolujte kompletný nainštalovaný obal. Spojky a poistné matice pridávajú dĺžku a výstup kábla potrebuje priestor na vedenie a uvoľnenie napätia. Zahrňte priestor pre kľúč a skontrolujte vôľu na oboch koncoch zdvihu. Napríklad FIBOS Miniatúrny inline snímač zaťaženia FA201 má rozmery φ13 mm × 31 mm s kapacitami od 50 N do 1 000 N a M4 závitmi; pri tejto veľkosti môže spojka a poistná matica pridať významný podiel na inštalovanej dĺžke. Pred špecifikovaním činnosti push-pull si overte menovitý smer zaťaženia a rozsah kalibrácie pre kapacitu, ktorú vyberiete. FUTEK's Séria inline snímačov zaťaženia ukazuje, ako sa veľkosť tela a možnosti závitu líšia v rámci jednej rodiny produktov.
Kompaktný inline dizajn so závitom je vhodný pre spojenie tyče s nástrojom alebo tyčou s prípravkom. Snímač zaťaženia S-beam môže tiež sedieť v sérii a merať tlak a ťah, ak jeho montáž a smerové parametre podporujú oboje. Má iný obal karosérie a môže vyhovovať skúšobnému rámu s väčším priestorom okolo osi zaťaženia. A Snímač sily s priechodným otvorom alebo prstencom je vhodný pre zostavy, kde skrutka alebo hriadeľ prechádza cez snímač a prenáša zaťaženie cez špecifikované plochy. Porovnajte, ako každý dizajn skutočne prenáša silu vo vašej zostave. Širšie porovnanie princípov snímania a štýlov karosérie nájdete v časti Vodítko snímača sily FIBOS.
V tabuľke nižšie sú zhrnuté praktické rozdiely. FIBOS zoznamov Snímače sily typu S a snímače sily donut ako samostatné kategórie z rovnakého dôvodu: o tom, ktorý z nich sa hodí, zvyčajne rozhoduje montážna geometria, nie princíp snímania.
| Dizajn | Typická montáž | Kde sa najlepšie hodí | Pozor na |
|---|---|---|---|
| Závitový inline snímač zaťaženia | Závitové čapy alebo vnútorné závity v sérii s tyčou alebo spojkou | Ovládacia tyč na nástroj, nalisované hlavy, kompaktné upínače push-pull | Inštalovaná dĺžka s adaptérmi; bočné zaťaženie z nesúosovosti; krútenie pri uťahovaní |
| Snímač zaťaženia S-beam | Závitové otvory v hornej a dolnej časti tela v tvare S | Testujte rámy a visiace alebo zavesené bremená s priestorom okolo osi zaťaženia | Väčšia obálka; citlivosť mimo osi; skontrolujte, či je model určený pre oba smery |
| Snímač zaťaženia s priechodným otvorom alebo prstencom | Krúžok upnutý v stohu; skrutka alebo hriadeľ prechádza cez otvor | Predpätie skrutiek, upínacie zväzky, zostavy, kde musí hriadeľ prechádzať cez snímač | Väčšinou podľa kompresie; zaťažovacie a podperné plochy sú definované výkresom |
Inline silomer medzi tyčou lineárneho ovládača a nástrojom meria axiálnu silu prenášanú v tomto bode. Regulátor môže použiť signál na detekciu kontaktu alebo reguláciu sily. Počas rýchlych pohybov môže údaj zahŕňať silu potrebnú na zrýchlenie následného nástroja. Skontrolujte tento efekt, keď je cieľom odhadnúť prítlačnú silu na obrobok.
Obrázok 2. Obrázok produktu FIBOS FA203 a diagram smeru zaťaženia z manuálu produktu zobrazujú dva závitové konce a axiálne zaťaženie v ťahu a tlaku.
Lisovacia stanica môže zaznamenať tlakovú silu proti posunutiu nástroja, aby sa skontrolovalo, ako diel sedí. Zasúvací a extrakčný prípravok môže zaznamenať vrchol pri vkladaní a vyťahovaní v jednom nastavení, ak jeho nástroje prenášajú obe zaťaženia cez snímač. Synchronizujte silu a posun, takže každý vrchol môže byť viazaný na pozíciu alebo fázu cyklu. Automobilové lisovanie, automatizovaná montáž a testovanie komponentov 3C sú typické úlohy uvedené pre kompaktné radové modely, ako je FA203.
Obrázok 3. V tejto lisovacej stanici je vertikálna lisovacia hlava vycentrovaná nad okrúhlym prípravkom, ktorý podopiera diel.
Na výskumnom testovacom stojane môže inline silomer sledovať silu pri vkladaní a vykladaní vzorky alebo mechanizmu. Pri práci s nízkou silou skontrolujte hlučnosť a opakovateľnosť s nasadenými rukoväťami. Počas reverzácie skontrolujte vôľu rukovätí a spojok. Mechanická vôľa môže vytvoriť plochý segment v krivke sila-posunutie predtým, ako sa začne vytvárať opačné zaťaženie.
Zadajte normu závitu, priemer, stúpanie a použiteľné zapojenie na oboch koncoch. Na slepom otvore skontrolujte, či adaptér sedí tak, ako je zamýšľaný, skôr ako dosiahne dno. Po nasadení adaptérov skontrolujte vzdialenosť medzi montážnymi rozhraniami. Tento rozmer určuje, či nástroj dosiahne obrobok a čistia okolité časti počas celého zdvihu. Ak dodávateľ ponúka súbory 3D modelov, ako to robí FIBOS pre svoje inline senzory, pred objednávkou vložte model do zostavy namiesto kontroly obálky na papieri.
Uveďte normálne a špičkové fyzické zaťaženie oddelene pre napätie a kompresiu. Zahrňte hmotnosť prípravku, kde pôsobí cez snímač, predpätie zostavy a vierohodné prechodné javy, ako je tvrdý kontakt. Napríklad 150 N kompresné predpätie nasledované ďalšími 400 N v kompresii dáva okolo 550 N fyzického zaťaženia pred akýmkoľvek nárazom alebo bočným zaťažením. Vyberte menovitý rozsah, ktorý pokrýva očakávané pracovné špičky s rezervou vhodnou pre danú aplikáciu. Hodnotu bezpečného preťaženia berte ako samostatný limit a skontrolujte prípustné bočné zaťaženie, ohybové momenty a krútenie. 150 % F.S. bezpečné preťaženie, ako je uvedené pre FA203 a FA201, je limitom prežitia za uvedených podmienok, nie extra kalibrovaným pracovným rozsahom.
Konvertujte špecifikácie percent z celého rozsahu na jednotky sily. Jediný chybový člen 0,1 % plného rozsahu na 2 000 N snímači zaťaženia zodpovedá 2 N. Pri pracovnej sile 10 N tento jeden člen samotný zodpovedá 20 % odčítanej hodnoty. Berte to ako skríningový výpočet. Vyhodnoťte ďalšie použiteľné chyby, nulový posun, hysterézu počas reverzácie a hluk inštalovaného meracieho reťazca. Overte, či opakované merania dokážu rozlíšiť najmenšiu zmenu, ktorá je pre proces dôležitá.
Na určenie požadovanej odozvy použite najrýchlejšiu funkciu, na ktorej záleží, napríklad krátky vrchol vloženia. Hmotnosť nástroja a tuhosť upínača ovplyvňujú rezonanciu inštalovaného systému. Využiteľná šírka pásma závisí aj od nastavenia zosilňovača, filtrovania a získavania údajov; prirodzená frekvencia nad 5 kHz v údajovom liste neznamená, že nainštalovaný reťazec dokáže vyriešiť udalosť 5 kHz . V prípade opakovaných zmien záťaže si vyžiadajte údaje o únave, ktoré zodpovedajú amplitúde záťaže, strednej záťaži a počtu cyklov. Skontrolujte prevádzkovú teplotu, stupeň ochrany a vedenie káblov proti skutočnej expozícii a pohybu.
Pred vyžiadaním cenovej ponuky alebo vzorky vykonajte kontroly uvedené nižšie. Každý riadok spáruje parameter na potvrdenie chyby, ktorá najčastejšie spôsobuje nesúlad medzi údajovým hárkom a nainštalovaným výsledkom.
| Parameter | Čo potvrdiť | Bežná chyba |
|---|---|---|
| Závitové a koncové spojenia | Štandardné, priemer, stúpanie, dĺžka záberu, vnútorné alebo vonkajšie na každom konci | Za predpokladu, že jedna veľkosť závitu platí pre každú kapacitu v sérii |
| Inštalovaná dĺžka | Tvárová vzdialenosť s namontovanými spojkami, poistnými maticami a ložiskami | Čítanie iba telesnej výšky z údajového listu |
| Kapacita | Predpätie plus pracovná sila plus vierohodné špičky, oddelene pre napätie a kompresiu | Dimenzovanie pre silu zobrazenú po vynulovaní |
| Hodnotené trasy | Napätie, stlačenie alebo oboje, s presnosťou uvedenou pre každý z nich | Za predpokladu, že závitový snímač je automaticky obojsmerný |
| Základ presnosti | Každý chybový člen sa prevedie na newtony pri najmenšej sile, na ktorej záleží | Čítanie % F.S. ako percento načítania |
| Bočné zaťaženie a limity momentu | Prípustná mimoosová sila, ohybový moment a krútenie | Kontrola len axiálnej únosnosti |
| Signálny reťazec | mV/V výstup, rozsah budenia, odpor mostíka a vstup zosilňovača alebo modulu | Zapojenie výstupu mostíka priamo do štandardného analógového vstupu PLC |
| Dynamika a únava | Funkcia najrýchlejšej sily, inštalovaná rezonancia, počet cyklov a amplitúda zaťaženia | Prirodzená frekvencia údajového listu sa považuje za použiteľnú šírku pásma |
| Životné prostredie | Kompenzované a prevádzkové teplotné rozsahy, IP hodnotenie, ohýbanie a vedenie káblov | Hodnotenie IP ako odolnosť voči chemikáliám alebo chladiacej kvapaline |
| Kalibračný rozsah | Smer, body, neistota a akceptačné limity musia byť uvedené na certifikáte | Prijatie certifikátu pre jednosmerné ovládanie pre funkciu push-pull |
Zarovnajte ovládač, silomer a nástroj do prevádzkových polôh, kde sa bude merať sila. Skontrolujte vychýlenie vodiacej lišty, vychýlenie upínadla a ťah lanka v oboch limitoch dráhy. Pri bezpečnej nízkej sile porovnajte odozvu v niekoľkých pozíciách zdvihu pomocou opakovateľného referenčného zaťaženia. Odchýlka závislá od polohy môže odhaliť meniace sa zarovnanie alebo kontakt prípravku.
Obrázok 4. Odsadená siločiara pridáva ohybový moment. Skontrolujte zarovnanie počas celého zdvihu. Koncepčný diagram.
Sila 500 N, ktorej línia pôsobenia je posunutá o 2 mm, vytvára na snímači ohybový moment 1 N·m. Vplyv na čítanie závisí od snímača a držiaka. Udržujte zavádzanie sily v strede a skontrolujte limity kombinovaného zaťaženia výrobcu. Počas montáže dodržujte postupnosť uťahovania modelu a limity krútiaceho momentu a použite špecifikované plošky pre kľúče alebo protizáchytné body. The Montážna príručka FUTEK LCM uvádza príklady inštalačného krútiaceho momentu a mimoosového zaťaženia z modelovej rodiny.
Skontrolujte, či sa adaptér, matica, kryt alebo tvrdá zarážka nedotýkajú povrchu, ktorý by mal zostať počas merania voľný. Takýto kontakt môže vytvoriť paralelnú dráhu zaťaženia, známu ako silový skrat. Displej potom môže zobrazovať iba časť aplikovanej sily prechádzajúcej cez silomer. Skontrolujte obidva smery a celý rozsah jazdy, pretože medzera sa môže uzavrieť iba pri určitom zaťažení alebo polohe.
Snímač pasívneho mostíka potrebuje kompatibilný zdroj budenia a vstup diferenciálneho mostíka. Skontrolujte rozsah budenia, odpor mostíka, funkcie vodičov a vstupný rozsah v dokumentoch snímača a prístroja. Použite mostový vstupný modul alebo kompatibilný zosilňovač zaťaženia, keď má PLC iba štandardné napäťové alebo prúdové vstupy. Ak zosilňovač mapuje obojsmernú silu na unipolárny výstup, ako je 4–20 mA, rezervujte rozsah signálu na oboch stranách zvoleného výstupu s nulovou silou a overte mapovanie.
Použite známe zatlačenie a potiahnutie a overte označenie na PLC alebo systéme zberu údajov (DAQ). Presvedčte sa, že ani jeden koniec požadovaného rozsahu sily nezachytí zosilňovač alebo vstupný modul. Nastavte vzorkovanie a antialias filtrovanie pre najrýchlejšiu funkciu, ktorá sa má merať. Ak je skenovanie PLC alebo aktualizácia komunikácie príliš pomalá na udržanie špičky, zachyťte ju vhodnou vysokorýchlostnou akvizíciou a pošlite výsledok do PLC.
Pred tarovaním zaznamenajte namontovaný údaj pri definovaných referenčných podmienkach. Opakujte niekoľko cyklov zaťaženia a vyloženia a zaznamenajte, ako blízko sa nameraná hodnota vráti k referenčnej hodnote. Preskúmajte významnú zmenu po utiahnutí alebo po zmene sily. Skôr ako sa rozhodnete, či zostavu znova natiahnuť alebo upraviť, skontrolujte mechanické predpätie, uvoľnené spoje, viazanie a nestabilnú elektrickú nulu.
Na aplikáciu alebo meranie známych síl v oboch smeroch použite vhodnú referenciu, ako je napríklad kalibrovaný referenčný snímač zaťaženia namontovaný v sérii. Skontrolujte niekoľko bodov v pracovnom rozsahu vrátane najnižšej kritickej sily a zaznamenajte hodnoty pri nakladaní a vykladaní. Porovnajte konečnú hodnotu v newtonoch na PLC alebo DAQ s referenciou. Ak je presnosť alebo sledovateľnosť zmluvná, pri objednávaní alebo plánovaní kalibrácie špecifikujte smery kalibrácie, body, neistotu a akceptačné limity. Pri rýchlych udalostiach samostatne overte, či nainštalovaný merací reťazec zachováva požadované špičky a načasovanie.
Mnoho inline snímačov zaťaženia sa kupuje, aby nahradili jednotku, ktorá zlyhala, bola preťažená alebo už nie je k dispozícii. Zosúladenie vlákien a kapacity je prvou obrazovkou, nie celou úlohou. Nižšie uvedená tabuľka uvádza, čo sa má zbierať zo starej inštalácie a čo porovnávať v údajovom liste a výkrese kandidáta. Ak pôvodný výkres nie je k dispozícii, zmerajte inštalovanú dĺžku medzi montážnymi plochami, odfoťte výstup kábla a plochy kľúča a prečítajte si budiaci a vstupný rozsah existujúceho zosilňovača pred výberom náhradného.
| Položka | Zhromaždiť zo starej inštalácie | Porovnajte s kandidátom |
|---|---|---|
| Mechanické prispôsobenie | Veľkosť a typ závitu na každom konci, inštalovaná dĺžka, plošky pre kľúče, smer výstupu kábla | Výkres pre skupinu zodpovedajúcej kapacity; adaptéry potrebné na dosiahnutie rovnakej dĺžky |
| Vynútené hodnotenia | Menovitá kapacita, skutočné pracovné a špičkové zaťaženie v prevádzke, história preťaženia | Menovité zaťaženie a bezpečné preťaženie v každom smere; limity bočného zaťaženia a momentu |
| Elektrické rozhranie | Citlivosť mV/V , odpor mostíka, farby a funkcie vodičov, budenie pri použití | Citlivosť a odpor mostíka, ktorý môže existujúci zosilňovač akceptovať bez zmeny škálovania alebo požadovaného nového škálovania |
| Dynamika | Frekvencia cyklu, najrýchlejší zachytený vrchol, nastavenie filtra v ovládači | Údaje o tuhosti, vlastnej frekvencii a únave pre rovnakú úlohu |
| Životné prostredie | Teplota, vystavenie chladiacej kvapaline alebo prachu, pohyb kábla | Kompenzovaný teplotný rozsah, IP hodnotenie, špecifikácia kábla |
| Prijatie | Ako bol starý snímač vynulovaný a overený v stroji | Obojsmerné overenie s namontovanou náhradou pred uvoľnením stroja |
Ak sa žiadny katalógový model nezhoduje s inštalovanou dĺžkou, kombináciou závitov alebo káblovým výstupom, pred prerobením zariadenia sa opýtajte, či je k dispozícii upravená verzia. FIBOS zoznamov neštandardné prispôsobené senzory pre túto situáciu; pošlite starý výkres alebo namerané rozmery spolu s rozsahom sily a detailmi zosilňovača tak, aby návrh pokrýval celý reťazec merania, nielen telo snímača.
Môžu sa líšiť podľa modelu alebo konfigurácie. Skontrolujte menovité zaťaženie, limit bezpečného preťaženia a špecifikovanú presnosť v každom smere. Skontrolujte tiež menovité hodnoty adaptérov a akýchkoľvek iných častí v dráhe zaťaženia.
Ak oba údaje o sile vyžadujú uvedenú presnosť, kalibrujte alebo overte oba smery podľa požiadaviek aplikácie. Certifikát iba pre napätie stanovuje výsledky pre napätie. Niektoré obojsmerné modely ponúkajú kalibráciu v druhom smere samostatne, preto pri objednávke potvrďte rozsah certifikátu.
Vhodné guľové ložisko na konci tyče môže pokryť určité uhlové nesúososti. Skontrolujte prípustné hodnoty kĺbového spojenia, vôle, vôle a tlaku a ťahu. Vôľa ložísk a trenie môžu ovplyvniť merania s malou silou a údaje počas reverzácie. Katalógový štítok, ako napríklad 'tyčový koniec', môže popisovať spôsob montáže snímača so závitom, preto skontrolujte, či je ložisko skutočne zahrnuté.
Vynulovaním sa zmení zobrazená referencia. Mechanické predpätie stále pôsobí na snímač zaťaženia a musí byť zahrnuté pri kontrole kapacity, preťaženia a únavy. Zaznamenajte fyzické predbežné zaťaženie alebo zdokumentujte referenčný stav použitý na tarovanie.
Pošlite pracovné a špičkové sily v každom smere, veľkosť a typ závitu na oboch koncoch, maximálnu inštalovanú dĺžku, výstup a dĺžku kábla, rozsah budenia a vstupného signálu zosilňovača alebo PLC modulu, požiadavku na prevádzkovú teplotu a ochranu a či je potrebný certifikát o dvojsmernej kalibrácii. Nákres alebo fotografia miesta montáže ušetrí aspoň jedno kolo otázok. FIBOS kontaktná stránka akceptuje tieto podrobnosti priamo.
