Tehtalne celice 301 Vodnik
301 merilna celica
Značilnosti in aplikacije merilnih celic
©1998–2009 Interface Inc.
Spremenjeno 2024
Vse pravice pridržane.
Interface, Inc. ne daje nobenega jamstva, izrecnega ali implicitnega, vključno z, vendar ne omejeno na, kakršnimi koli implicitnimi jamstvi za prodajo ali primernost za določen namen, v zvezi s temi materiali, in daje take materiale na voljo izključno na podlagi "takšnih, kot so". .
Interface, Inc. v nobenem primeru ne odgovarja nikomur za posebno, stransko, naključno ali posledično škodo v povezavi z ali zaradi uporabe teh materialov.
Interface® , Inc. 7401 Butherus Drive
Scottsdale, Arizona 85260
Telefon 480.948.5555
contact@interfaceforce.com
http://www.interfaceforce.com
Dobrodošli v vodniku Interface Load Cell 301, nepogrešljivem tehničnem viru, ki so ga napisali strokovnjaki za merjenje sile v industriji. Ta napredni vodnik je zasnovan za preizkuševalne inženirje in uporabnike merilnih naprav, ki iščejo celovit vpogled v delovanje merilnih celic in optimizacijo.
V tem praktičnem vodniku raziskujemo kritične teme s tehničnimi razlagami, vizualizacijami in znanstvenimi podrobnostmi, bistvenimi za razumevanje in maksimiranje funkcionalnosti tehtalnih celic v različnih aplikacijah.
Naučite se, kako inherentna togost tehtalnih celic vpliva na njihovo delovanje v različnih pogojih obremenitve. Nato raziskujemo naravno frekvenco tehtalne celice, pri čemer analiziramo tako nizko kot močno obremenjene scenarije, da bi razumeli, kako spremembe obremenitve vplivajo na frekvenčni odziv.
Kontaktna resonanca je še en ključni vidik, ki je obširno zajet v tem priročniku, saj osvetljuje ta pojav in njegove posledice za natančne meritve. Poleg tega razpravljamo o uporabi kalibracijskih obremenitev, pri čemer poudarjamo pomen kondicioniranja celice in obravnavanja vplivov in histereze med postopki kalibracije.
Testni protokoli in kalibracije so temeljito pregledani, kar zagotavlja smiselne smernice za zagotavljanje natančnosti in zanesljivosti v merilnih procesih. Poglabljamo se tudi v uporabo obremenitev med uporabo, s poudarkom na tehnikah obremenitve na osi in strategijah za nadzor obremenitev zunaj osi za izboljšanje natančnosti meritev.
Poleg tega raziskujemo metode za zmanjšanje zunanjih učinkov obremenitve z optimizacijo zasnove, ki ponuja dragocene vpoglede v ublažitev zunanjih vplivov na delovanje merilnih celic. Preobremenitvena zmogljivost s tujimi obremenitvami in ravnanje z udarnimi obremenitvami je prav tako podrobno obravnavano, da bi inženirje opremili z znanjem, potrebnim za zaščito tehtalnih celic pred neugodnimi pogoji.
Priročnik za vmesnik obremenitvenih celic 301 ponuja neprecenljive informacije za optimizacijo delovanja, izboljšanje natančnosti in zagotavljanje zanesljivosti merilnih sistemov v različnih aplikacijah.
Vaša ekipa za vmesnike
Značilnosti in aplikacije merilnih celic
Togost merilne celice
Stranke pogosto želijo uporabiti tehtalno celico kot element v fizični strukturi stroja ali sklopa. Zato bi radi vedeli, kako bi se celica odzvala na sile, ki bi se razvile med sestavljanjem in delovanjem stroja.
Za druge dele takega stroja, ki so izdelani iz osnovnih materialov, lahko načrtovalec poišče njihove fizikalne lastnosti (kot so toplotna razteznost, trdota in togost) v priročnikih in določi medsebojno delovanje svojih delov na podlagi svoje zasnove. Ker pa je tehtalna celica zgrajena na upogibu, ki je zapleten strojno obdelan del, katerega podrobnosti so stranki neznane, bo stranka težko določila njeno reakcijo na sile.
Koristna vaja je, da razmislite, kako se preprosta upogibnost odziva na obremenitve, ki delujejo v različnih smereh. Slika 1 prikazuje npramples preprostega upogiba, izdelanega z brušenjem cilindričnega utora na obeh straneh kosa jeklenega materiala. Različice te ideje se v veliki meri uporabljajo v strojih in preskusnih stojalih za izolacijo tehtalnih celic od stranskih obremenitev. V tem bivšemample, preprosta upogibnost predstavlja člen v zasnovi stroja in ne dejanske tehtalne celice. Tanek odsek enostavnega upogiba deluje kot navidezni torni ležaj z majhno konstanto rotacijske vzmeti. Zato bo morda treba izmeriti vzmetno konstanto materiala in jo upoštevati pri odzivnih karakteristikah stroja. 
Če uporabimo natezno silo (FT ) ali tlačno silo (FC ) na upogib pod kotom od njegove središčnice, bo upogib popačen vstran zaradi vektorske komponente (F TX) ali (FCX ), kot je prikazano s pikčasto oris. Čeprav so rezultati v obeh primerih precej podobni, se drastično razlikujejo.
V nateznem primeru na sliki 1 se upogib teži k upogibanju v poravnavo s silo izven osi in upogib varno prevzame ravnotežni položaj, tudi pod precejšnjo napetostjo.
V tlačnem primeru je reakcija upogiba, kot je prikazano na sliki 2, lahko zelo destruktivna, čeprav je uporabljena sila popolnoma enake velikosti in deluje vzdolž iste linije delovanja kot natezna sila, ker se upogib upogne stran od linija delovanja uporabljene sile. To teži k povečanju bočne sile (F CX), kar povzroči upogibanje
še bolj upogne. Če stranska sila preseže zmožnost upogiba, da se upre obračanju, se bo upogib še naprej upogibal in na koncu odpovedal. Tako je način okvare pri stiskanju upogibni kolaps in se bo zgodil pri veliko nižji sili, kot jo je mogoče varno uporabiti pri napetosti.
Nauk, ki se ga je treba naučiti od tega bivšegaample, da je potrebna izjemna previdnost pri načrtovanju aplikacij tlačnih merilnih celic z uporabo stebričastih struktur. Rahle neusklajenosti se lahko povečajo zaradi gibanja stebra pod tlačno obremenitvijo, rezultat pa lahko sega od merilnih napak do popolne odpovedi konstrukcije.
Prejšnji bivšiample prikazuje enega večjih napredkovtagvmesnika Interface® LowProfile® oblikovanje celic. Ker je celica tako kratka glede na svoj premer, se pod tlačno obremenitvijo ne obnaša kot celica stolpca. Je veliko bolj toleranten na neporavnano obremenitev kot celica stolpca.
Togost katere koli tehtalne celice vzdolž njene primarne osi, normalne merilne osi, je mogoče enostavno izračunati glede na nazivno zmogljivost celice in njen odklon pri nazivni obremenitvi. Podatke o upogibu tehtalne celice najdete v katalogu Interface® in webmesto.
OPOMBA:
Upoštevajte, da so te vrednosti tipične, vendar niso nadzorovane specifikacije za tehtalne celice. Na splošno so upogibi značilnosti upogibne zasnove, upogibnega materiala, merilnih faktorjev in končne kalibracije celice. Vsak od teh parametrov se nadzoruje posebej, vendar ima lahko kumulativni učinek nekaj spremenljivosti.
Uporaba upogiba SSM-100 na sliki 3 kot primerample se lahko togost v primarni osi (Z) izračuna na naslednji način:
Ta vrsta izračuna velja za katero koli linearno tehtalno celico na njeni primarni osi. Nasprotno pa je togosti osi (X ) in (Y ) teoretično veliko bolj zapleteno določiti in običajno niso zanimive za uporabnike Mini Cells iz preprostega razloga, ker je odziv celic na teh dveh oseh ni nadzorovan, kot je za LowProfile® serije. Za Mini Cells je vedno priporočljivo, da se čim bolj izogibate uporabi stranskih obremenitev, ker lahko sklopitev obremenitev zunaj osi na izhod primarne osi povzroči napake pri meritvah.
Na primerample, uporaba stranske obremenitve (FX) povzroči, da merilniki pri A zaznajo napetost in merilniki pri (B) zaznajo stiskanje. Če bi bili upogibi pri (A) in (B) enaki in bi se merilni faktorji meril pri (A) in (B) ujemali, bi pričakovali, da bo izhod celice izničil učinek stranske obremenitve. Ker pa je serija SSM poceni uporabna celica, ki se običajno uporablja v aplikacijah z nizkimi stranskimi obremenitvami, dodatni stroški za stranko zaradi izravnave občutljivosti stranske obremenitve običajno niso upravičeni.
Pravilna rešitev, kjer lahko pride do stranskih obremenitev ali momentnih obremenitev, je ločitev tehtalne celice od teh zunanjih sil z uporabo ležaja na koncu droga na enem ali obeh koncih tehtalne celice.
Na primerample, slika 4 prikazuje tipično namestitev tehtalne celice za težo soda goriva, ki sedi na tehtnici, da se tehta gorivo, uporabljeno pri preskusih motorja.
Sponka je s čepom trdno pritrjena na nosilni nosilec. Ležaj na koncu palice se lahko prosto vrti okoli osi svojega podpornega zatiča in se lahko vrti tudi za približno ±10 stopinj v stran in izven stranice ter okoli primarne osi tehtalne celice. Te svobode gibanja zagotavljajo, da natezna obremenitev ostane na isti srednjici kot primarna os tehtalne celice, tudi če obremenitev ni pravilno centrirana na tehtnici.
Upoštevajte, da je imenska ploščica na tehtalni celici obrnjena narobe, ker mora biti slepa stran celice nameščena na podporni konec sistema.
Naravna frekvenca merilne celice: rahlo obremenjeno ohišje
Tehtalna celica se bo pogosto uporabljala v situaciji, ko bo lahka obremenitev, kot je tehtnica ali majhna preskusna naprava, pritrjena na konec celice pod napetostjo. Uporabnik želi vedeti, kako hitro se bo celica odzvala na spremembo obremenitve. Če povežemo izhod merilne celice z osciloskopom in izvedemo preprost preizkus, lahko izvemo nekaj dejstev o dinamičnem odzivu celice. Če celico trdno pritrdimo na masiven blok in nato z majhnim kladivom zelo rahlo udarimo po aktivnem koncu celice, bomo videli
dampniz sinusnih valov (niz sinusnih valov, ki se postopoma zmanjšujejo na nič).
OPOMBA:
Bodite izjemno previdni, ko izvajate udarce na tehtalno celico. Ravni sile lahko poškodujejo celico, tudi v zelo kratkih intervalih.
Frekvenco (število ciklov, ki se pojavijo v eni sekundi) vibracije lahko določite z merjenjem časa (T ) enega celotnega cikla, od enega pozitivnega prehoda ničle do naslednjega. En cikel je na sliki osciloskopa na sliki 5 označen s krepko črto sledi. Če poznamo obdobje (čas za en cikel), lahko izračunamo lastno frekvenco prostega nihanja tehtalne celice ( fO) iz formule:
Naravna frekvenca merilne celice je zanimiva, ker lahko njeno vrednost uporabimo za oceno dinamičnega odziva merilne celice v rahlo obremenjenem sistemu.
OPOMBA:
Lastne frekvence so tipične vrednosti, vendar niso nadzorovana specifikacija. V katalogu Interface® so podani le kot pomoč uporabniku.
Enakovreden sistem vzmetne mase tehtalne celice je prikazan na sliki 6. 
Masa (M1) ustreza masi živega konca celice, od točke pritrditve do tankih delov upogiba. Vzmet s konstanto vzmeti (K) predstavlja stopnjo vzmeti tankega merilnega odseka upogiba. Masa (M2) predstavlja dodano maso vseh vpenjal, ki so pritrjena na konec tehtalne celice pod napetostjo.
Slika 7 povezuje te teoretične mase z dejanskimi masami v dejanskem sistemu merilnih celic. Upoštevajte, da se konstanta vzmeti (K) pojavi na ločnici na tankem delu upogiba.
Lastna frekvenca je osnovni parameter, rezultat zasnove merilne celice, zato mora uporabnik razumeti, da bo dodatek kakršne koli mase na aktivnem koncu merilne celice vplival na znižanje lastne frekvence celotnega sistema. Na primerample, si lahko predstavljamo, da maso M1 na sliki 6 nekoliko potegnemo navzdol in jo nato spustimo. Masa bo nihala gor in dol s frekvenco, ki je določena s konstanto vzmeti (K ) in maso M1.
Pravzaprav bodo nihanja damp sčasoma na približno enak način kot na sliki 5.
Če zdaj privijemo maso (M2) na (M1),
povečana masna obremenitev bo znižala lastno frekvenco sistema vzmetne mase. Na srečo, če poznamo masi (M1) in (M2) ter lastno frekvenco prvotne kombinacije vzmeti in mase, lahko izračunamo količino, za katero se bo lastna frekvenca znižala z dodatkom (M2), v skladu z formula:
Za inženirja elektrotehnike ali elektronike je statična kalibracija (DC ) parameter, medtem ko je dinamični odziv (AC ) parameter. To je predstavljeno na sliki 7, kjer je kalibracija DC prikazana na potrdilu o tovarniški kalibraciji, uporabniki pa bi radi vedeli, kakšen bo odziv celice pri določeni vozni frekvenci, ki jo bodo uporabljali v svojih testih.
Upoštevajte enak razmik mrežnih črt »Frekvenca« in »Izhod« na grafu na sliki 7. Obe sta logaritemski funkciji; to pomeni, da predstavljajo faktor 10 od ene mrežne črte do druge. Na primerample, "0 db" pomeni "ni spremembe"; "+20 db" pomeni "10-krat toliko kot 0 db"; »–20 db« pomeni »1/10 enako kot 0 db«; in "–40 db" pomeni "1/100 toliko kot 0 db."
Z uporabo logaritemskega skaliranja lahko prikažemo večji razpon vrednosti, pogostejše značilnosti pa se izkažejo kot ravne črte na grafu. Na primerample, črtkana črta prikazuje splošni naklon odzivne krivulje nad lastno frekvenco. Če bi graf nadaljevali navzdol in proti desni, bi odziv postal asimptotičen (čedalje bližje) črtkani ravni črti.
OPOMBA:
Krivulja na sliki 63 je podana samo za prikaz tipičnega odziva rahlo obremenjene merilne celice v optimalnih pogojih. V večini inštalacij bodo resonance v pritrdilnih elementih, preskusnem okvirju, pogonskem mehanizmu in UUT (preizkušana enota) prevladovale nad odzivom tehtalne celice.
Naravna frekvenca merilne celice: močno obremenjeno ohišje
V primerih, ko je tehtalna celica mehansko tesno povezana v sistem, kjer so mase komponent znatno težje od lastne mase tehtalne celice, tehtalna celica bolj deluje kot preprosta vzmet, ki povezuje pogonski element z gnanim elementom v sistem.
Težava načrtovalca sistema postane analiza mas v sistemu in njihove interakcije z zelo togo vzmetno konstanto tehtalne celice. Med neobremenjeno lastno frekvenco merilne celice in močno obremenjenimi resonancami, ki jih bomo opazili v uporabnikovem sistemu, ni neposredne korelacije.
Kontaktna resonanca
Skoraj vsak je že odbil košarkarsko žogo in opazil, da je obdobje (čas med cikli) krajše, ko se žoga odbije bližje tlom.
Vsakdo, ki je igral fliper, je videl žogico, ki ropota naprej in nazaj med dvema kovinskima drogoma; Bolj ko se drogovi približajo premeru žoge, hitreje bo žogica ropotala. Oba resonančna učinka poganjajo isti elementi: masa, prosta reža in vzmetni kontakt, ki obrne smer vožnje.
Frekvenca nihanja je sorazmerna s togostjo obnovitvene sile in obratno sorazmerna tako z velikostjo reže kot z maso. Ta isti resonančni učinek lahko najdemo v številnih strojih in kopičenje nihanj lahko poškoduje stroj med normalnim delovanjem.
Na primerample, na sliki 9 se dinamometer uporablja za merjenje konjskih moči bencinskega motorja. Motor, ki se preskuša, poganja vodno zavoro, katere izhodna gred je povezana s polmerno ročico. Roka se lahko prosto vrti, vendar jo omejuje tehtalna celica. Če poznamo vrtljaje motorja, silo na tehtalno celico in dolžino kraka polmera, lahko izračunamo konjske moči motorja.
Če pogledamo detajl zračnosti med kroglo ležaja na koncu droga in pušo ležaja na koncu droga na sliki 9, bomo našli dimenzijo zračnosti (D) zaradi razlike v velikosti krogle in njegov omejevalni rokav. Vsota dveh zračnosti krogle in morebitne druge ohlapnosti v sistemu bo skupna "vrzel", ki lahko povzroči kontaktno resonanco z maso polmerne roke in stopnjo vzmeti tehtalne celice.
Ko se vrtilna frekvenca motorja poveča, lahko najdemo določeno število vrtljajev na minuto, pri katerem se hitrost vžiga valjev motorja ujema s kontaktno resonančno frekvenco dinamometra. Če držimo, da je število vrtljajev na minuto, bo prišlo do povečanja (pomnožitve sil), nastalo bo kontaktno nihanje in na tehtalno celico bi zlahka delovale udarne sile, deset ali večkrat večje od povprečne sile.
Ta učinek bo bolj izrazit pri preskušanju enovaljnega motorja vrtne kosilnice kot pri preskušanju osemvaljnega avtomobilskega motorja, ker se sprožilni impulzi zgladijo, ko se v avtomobilskem motorju prekrivajo. Na splošno bo dvig resonančne frekvence izboljšal dinamični odziv dinamometra.
Učinek kontaktne resonance je mogoče zmanjšati z:
- Uporaba visokokakovostnih ležajev na koncu droga, ki imajo zelo malo zračnosti med kroglico in vtičnico.
- Zategovanje ležajnega vijaka na koncu palice, da zagotovite, da je krogla tesno pritrjenaamped na mestu.
- Ogrodje dinamometra čim bolj trdo.
- Uporaba tehtalne celice z večjo zmogljivostjo za povečanje togosti tehtalne celice.
Uporaba kalibracijskih obremenitev: kondicioniranje celice
Vsak pretvornik, katerega delovanje je odvisno od upogiba kovine, na primer merilna celica, pretvornik navora ali pretvornik tlaka, ohrani zgodovino svojih prejšnjih obremenitev. Do tega učinka pride, ker imajo majhni gibi kristalne strukture kovine, čeprav so majhni, dejansko komponento trenja, ki se kaže kot histereza (neponovljivost meritev, opravljenih iz različnih smeri).
Pred kalibracijskim potekom je mogoče zgodovino pobrisati iz merilne celice z uporabo treh obremenitev, od nič do obremenitve, ki presega najvišjo obremenitev v kalibracijskem poteku. Običajno se uporabi vsaj ena obremenitev od 130 % do 140 % nazivne zmogljivosti, da se omogoči pravilna nastavitev in zagozditev preskusnih napeljav v merilno celico.
Če je tehtalna celica kondicionirana in so obremenitve pravilno izvedene, bo pridobljena krivulja z značilnostmi (ABCDEFGHIJA), kot je prikazano na sliki 10.
Vse točke bodo padle na gladko krivuljo, krivulja pa bo ob vrnitvi na ničlo zaprta. 
Poleg tega, če se preskus ponovi in so obremenitve pravilno izvedene, bodo ustrezne točke med prvim in drugim zagonom padle zelo blizu druga drugi, kar dokazuje ponovljivost meritev.
Uporaba kalibracijskih obremenitev: udarci in histereza
Kadarkoli umerjanje prinese rezultate, ki nimajo gladke krivulje, se ne ponavljajo dobro ali se ne vrnejo na ničlo, mora biti nastavitev preskusa ali postopek nalaganja najprej preveriti.
Na primerampNa sliki 10 je prikazan rezultat uporabe obremenitev, kjer operater ni bil previden, ko je bila uporabljena 60-odstotna obremenitev. Če bi utež rahlo spustili na nakladalno stojalo in uporabili udarec 80 % obremenitve in se nato vrnili na 60 % točko, bi tehtalna celica delovala na manjši histerezni zanki, ki bi se končala v točki (P) namesto pri točka (D). Pri nadaljevanju preizkusa bi se točka 80 % končala pri (R), točka 100 % pa pri (S). Vse padajoče točke bi padle nad pravilne točke in vrnitev na ničlo ne bi bila zaprta.
Ista vrsta napake se lahko pojavi na hidravličnem preskusnem okvirju, če upravljavec prekorači pravilno nastavitev in nato pušča tlak nazaj na pravilno točko. Edina rešitev za vpliv ali prekoračitev je popravilo celice in ponovno testiranje.
Testni protokoli in kalibracije
Merilne celice se rutinsko kondicionirajo v enem načinu (bodisi napetost ali stiskanje) in nato umerijo v tem načinu. Če je potrebna tudi kalibracija v nasprotnem načinu, se celica pred drugo kalibracijo najprej kondicionira v tem načinu. Tako kalibracijski podatki odražajo delovanje celice le, ko je kondicionirana v zadevnem načinu.
Iz tega razloga je pomembno določiti testni protokol (zaporedje aplikacij obremenitve), ki ga stranka namerava uporabiti, preden lahko pride do razumne razprave o možnih virih napak. V mnogih primerih je treba pripraviti poseben tovarniški prevzem, da se zagotovi izpolnitev uporabnikovih zahtev.
Za zelo stroge aplikacije lahko uporabniki na splošno popravijo svoje testne podatke za nelinearnost tehtalne celice in tako odstranijo precejšnjo količino skupne napake. Če tega ne zmorejo, bo nelinearnost del njihovega proračuna za napake.
Neponovljivost je v bistvu funkcija ločljivosti in stabilnosti uporabnikove elektronike za prilagajanje signala. Tehtalne celice imajo običajno neponovljivost, ki je boljša od bremenskih okvirjev, napeljav in elektronike, ki se uporabljajo za merjenje.
Preostali vir napake, histereza, je močno odvisen od zaporedja nalaganja v uporabnikovem testnem protokolu. V mnogih primerih je mogoče optimizirati preskusni protokol tako, da zmanjšate vnos neželene histereze v meritve.
Vendar pa obstajajo primeri, v katerih so uporabniki omejeni, bodisi z zunanjo zahtevo stranke bodisi z notranjo specifikacijo izdelka, da upravljajo tehtalno celico na nedefiniran način, kar bo povzročilo neznane učinke histereze. V takih primerih bo moral uporabnik sprejeti histerezo v najslabšem primeru kot delovno specifikacijo.
Poleg tega morajo nekatere celice delovati v obeh načinih (napetost in stiskanje) med njihovim običajnim ciklom uporabe, ne da bi jih bilo mogoče obnoviti, preden spremenite načine. Posledica tega je stanje, imenovano preklop (nevrnitev na nič po zanki skozi oba načina).
Pri običajnem tovarniškem izhodu je velikost preklopa širok razpon, kjer je v najslabšem primeru približno enaka ali nekoliko večja od histereze, odvisno od upogibnega materiala tehtalne celice in zmogljivosti.
Na srečo obstaja več rešitev za težavo s preklopom:
- Uporabite tehtalno celico z večjo zmogljivostjo, da lahko deluje v manjšem obsegu svoje zmogljivosti. Preklop je manjši, ko je razširitev v nasprotni način manjša za odstotektage nazivne zmogljivosti.
- Uporabite celico iz nižjega preklopnega materiala. Za priporočila se obrnite na tovarno.
- Določite izbirno merilo za običajno tovarniško proizvodnjo. Večina celic ima obseg preklopa, ki lahko prinese dovolj enot iz običajne porazdelitve. Odvisno od stopnje izdelave v tovarni so stroški te izbire običajno precej razumni.
- Določite strožjo specifikacijo in zagotovite posebno izvedbo tovarniške ponudbe.
Uporaba obremenitev med uporabo: obremenitev na osi
Vse obremenitve na osi ustvarijo določeno raven, ne glede na to, kako majhna je, zunanjih komponent zunaj osi. Količina te zunanje obremenitve je odvisna od tolerance delov v konstrukciji stroja ali nosilnega okvirja, natančnosti, s katero so izdelani sestavni deli, skrbnosti, s katero so elementi stroja poravnani med sestavljanjem, togosti nosilnih delov in ustreznosti pritrdilnega okova.
Kontrola obremenitev zunaj osi
Uporabnik se lahko odloči za načrtovanje sistema tako, da odpravi ali zmanjša obremenitev izven osi na tehtalne celice, tudi če se struktura pod obremenitvijo popači. V nateznem načinu je to mogoče z uporabo ležajev na koncih drogov z zatiči.
Kadar lahko tehtalno celico hranimo ločeno od strukture preskusnega okvirja, jo lahko uporabimo v kompresijskem načinu, kar skoraj odpravi uporabo komponent bremena zunaj osi na celico. Vendar pa v nobenem primeru ne morete popolnoma odpraviti obremenitev zunaj osi, ker bo vedno prišlo do upogiba nosilnih elementov in vedno bo obstajala določena količina trenja med gumbom za obremenitev in nakladalno ploščo, ki lahko prenaša stranske obremenitve v celica.
Če ste v dvomih, LowProfile® celica bo vedno izbrana celica, razen če skupni sistemski proračun za napake omogoča izdatno rezervo za tuje obremenitve.
Zmanjšanje zunanjih učinkov obremenitve z optimizacijo zasnove
Pri visokonatančnih preskusnih aplikacijah je mogoče togo strukturo z nizko tujo obremenitvijo doseči z uporabo upogibov tal za izdelavo merilnega okvirja. To seveda zahteva natančno strojno obdelavo in sestavljanje okvirja, kar lahko pomeni precejšen strošek.
Preobremenitvena zmogljivost s tujimi obremenitvami
Eden resnih učinkov obremenitve zunaj osi je zmanjšanje preobremenitvene zmogljivosti celice. Tipična 150-odstotna ocena preobremenitve na standardni merilni celici ali 300-odstotna stopnja preobremenitve na celici z oceno utrujenosti je dovoljena obremenitev na primarni osi, brez kakršnih koli stranskih obremenitev, momentov ali navorov, ki sočasno delujejo na celico. To je zato, ker se bodo vektorji zunaj osi sešteli z vektorjem obremenitve na osi, vektorska vsota pa lahko povzroči preobremenitev v enem ali več merilnih območjih v upogibu.
Če želite najti dovoljeno preobremenitveno zmogljivost na osi, ko so tuje obremenitve znane, izračunajte komponento zunanjih obremenitev na osi in jih algebraično odštejte od nazivne preobremenitvene zmogljivosti, pri čemer pazite, da ne pozabite, v katerem načinu (napetost ali stiskanje) celica se nalaga.
Udarne obremenitve
Neofiti pri uporabi tehtalnih celic eno pogosto uničijo, še preden jih starodobnik opozori na udarne obremenitve. Vsi bi si želeli, da bi tehtalna celica lahko absorbirala vsaj zelo kratek udarec brez poškodb, vendar je resničnost taka, da če se konec celice pod napetostjo premakne za več kot 150 % upogiba polne zmogljivosti glede na slepo ulico, celica lahko preobremenjen, ne glede na to, kako kratek je interval, v katerem pride do preobremenitve.
V panoju 1 prampNa sliki 11 se jeklena krogla z maso "m" spusti z višine "S" na konec tehtalne celice pod napetostjo. Med padcem žogo pospeši gravitacija in je dosegla hitrost "v" v trenutku, ko pride v stik s površino celice.
V panelu 2 bo hitrost žogice popolnoma zaustavljena, v panelu 3 pa bo smer žogice obrnjena. Vse to se mora zgoditi na razdalji, ki je potrebna, da tehtalna celica doseže nazivno preobremenitveno zmogljivost, sicer se celica lahko poškoduje.
V bivšemampKot je prikazano, smo izbrali celico, ki lahko odkloni največ 0.002" preden je preobremenjena. Da se žogica na tako kratki razdalji popolnoma ustavi, mora celica na žogico izvajati ogromno silo. Če žoga tehta en funt in jo z eno nogo spustimo na celico, graf na sliki 12 kaže, da bo celica prejela udarec 6,000 lbf (predpostavlja se, da je masa žoge veliko večja od mase živem koncu merilne celice, kar je običajno).
Stopnjo grafa lahko spremenite miselno, tako da upoštevate, da se vpliv spreminja neposredno z maso in s kvadratom padle razdalje.
Interface® je zaupanja vreden svetovni vodja na področju rešitev za merjenje sile®.
Vodimo pri oblikovanju, izdelavi in zagotavljanju najzmogljivejših tehtalnih celic, pretvornikov navora, večosnih senzorjev in povezanih instrumentov, ki so na voljo. Naši inženirji svetovnega razreda zagotavljajo rešitve za vesoljsko, avtomobilsko, energetsko, medicinsko ter testno in merilno industrijo od gramov do milijonov funtov v stotinah konfiguracij. Smo najpomembnejši dobavitelj za podjetja Fortune 100 po vsem svetu, vključno z; Boeing, Airbus, NASA, Ford, GM, Johnson & Johnson, NIST in na tisoče merilnih laboratorijev. Naši interni kalibracijski laboratoriji podpirajo različne standarde testiranja: ASTM E74, ISO-376, MIL-STD, EN10002-3, ISO-17025 in druge.
Več tehničnih informacij o tehtalnih celicah in ponudbi izdelkov Interface® lahko najdete na www.interfaceforce.com ali tako, da pokličete enega od naših strokovnih aplikacijskih inženirjev na 480.948.5555.
Dokumenti / Viri
 |
Merilna celica vmesnika 301 [pdf] Uporabniški priročnik 301 merilna celica, 301, merilna celica, celica |
