Interface 6AXX Multikomponent Sensor Instruksiehandleiding

Die stel 6AXX Multikomponent-sensors bestaan uit ses onafhanklike kragsensors wat met rekmeters toegerus is. Deur die ses sensorseine te gebruik, word 'n berekeningsreël toegepas om die kragte binne drie ruimtelike asse en die drie momente rondom hulle te bereken. Die meetbereik van die multikomponent sensor word bepaal:

deur die meetreekse van die ses onafhanklike kragsensors, en
deur die geometriese rangskikking van die ses kragsensors of via die deursnee van die sensor.

Die individuele seine van die ses kragsensors kan nie direk met 'n spesifieke krag of moment geassosieer word deur met 'n skaalfaktor te vermenigvuldig nie.

Die berekeningsreël kan presies in wiskundige terme beskryf word deur die kruisproduk van die kalibrasiematriks met die vektor van die ses sensorseine.

Hierdie funksionele benadering het die volgende voordeeltages:

Veral hoë styfheid,

Veral effektiewe skeiding van die ses komponente ("lae oorspraak").

Kalibrasie matriks

Die kalibrasiematriks A beskryf die verband tussen die aangeduide uitsetseine U van die meting ampverligter op kanale 1 tot 6 (u1, u2, u3, u4, u5, u6) en komponente 1 tot 6 (Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz) van die lasvektor L.

Gemeet waarde: uitsetseine u1, u2, …u6 op kanale 1 tot 6	uitsetsein U
Berekende waarde: kragte Fx, Fy, Fz; oomblikke Mx, My, Mz	Laai vektor L
Berekeningsreël: Kruisproduk	L = A x U

Die kalibrasiematriks Aij bevat 36 elemente, gerangskik in 6 rye (i=1..6) en 6 kolomme (j=1..6).
Die eenheid van die matrikselemente is N/(mV/V) in rye 1 tot 3 van die matriks.
Die eenheid van die matrikselemente is Nm/(mV/V) in rye 4 tot 6 van die matriks.
Die kalibrasiematriks hang af van die eienskappe van die sensor en dié van die meting amplewendiger.
Dit geld vir die BX8-meting ampverligter en vir almal ampversterkers, wat bruguitsetseine in mV/V aandui.
Die matrikselemente kan herskaal word in ander eenhede deur 'n gemeenskaplike faktor deur middel van vermenigvuldiging (met 'n "skalêre produk").
Die kalibrasiematriks bereken die momente rondom die oorsprong van die onderliggende koördinaatstelsel.
Die oorsprong van die koördinaatstelsel is geleë op die punt waar die z-as met die oppervlak van die sensor sny. 1) Die oorsprong en oriëntasies van die asse word deur 'n gravering op die oppervlak van die sensor getoon.

1) Die posisie van die oorsprong kan verskil met verskillende 6AXX sensor tipes. Die oorsprong word in die kalibrasieblad gedokumenteer. Bv. die oorsprong van 6A68 is in die middel van die sensor.

Example van 'n kalibrasiematriks (6AXX, 6ADF)

	u1 in mV/V	u2 in mV/V	u3 in mV/V	u4 in mV/V	u5 in mV/V	u6 in mV/V
Fx in N / mV/V	-217.2	108.9	99.9	-217.8	109.2	103.3
Fy in N / mV/V	-2.0	183.5	-186.3	-3.0	185.5	-190.7
Fz in N/mV/V	-321.0	-320.0	-317.3	-321.1	-324.4	-323.9
Mx in Nm/mV/V	7.8	3.7	-3.8	-7.8	-4.1	4.1
My in Nm / mV/V	-0.4	6.6	6.6	-0.4	-7.0	-7.0
Mz in Nm/mV/V	-5.2	5.1	-5.1	5.1	-5.0	5.1

Die krag in die x-rigting word bereken deur die matrikselemente van die eerste ry a1j te vermenigvuldig en op te tel met die rye van die vektor van die uitsetseine uj.
Fx =
-217.2 N/(mV/V) u1+ 108.9 N/(mV/V) u2 + 99.9 N/(mV/V) u3
-217.8 N/(mV/V) u4+ 109.2 N/(mV/V) u5 +103.3 N/(mV/V) u6

Byvoorbeeldample: op al 6 meetkanale word u1 = u2 = u3 = u4 = u5 =u6 = 1.00mV/V vertoon. Dan is daar 'n krag Fx van -13.7 N. Die krag in die z-rigting word dienooreenkomstig bereken deur die derde ry van die matriks a3j te vermenigvuldig en op te som met die vektor van die aangeduide vol.tages uj:
Fz =
-321.0 N/(mV/V) u1 -320.0 N/(mV/V) u2 -317.3 N/(mV/V) u3
-321.1 N/(mV/V) u4 -324.4 N/(mV/V) u5 -323.9 N/(mV/V) u6.

Matrix Plus vir 6AXX / 6ADF-sensors

Wanneer die “Matrix Plus”-kalibrasieprosedure gebruik word, word twee kruisprodukte bereken: matriks A x U + matriks B x U *

Gemeet waardes: uitsetseine u1, u2, … u6 by kanale 1 tot 6	uitset seine U
Gemeet waardes is uitsetseine as gemengde produkte: u1u2, u1u3, u1u4, u1u5, u1u6, u2u3 van kanale 1 tot 6	uitset seine U*
Berekende waarde: Krag Fx, Fy, Fz;Momente Mx, My, Mz	Laai vektor L.
Berekeningsreël: Kruisproduk	L = A x U + B x U*

Example van 'n kalibrasiematriks "B"

	u1·u2 in (mV/V)²	u1·u3 in (mV/V)²	u1·u4 in (mV/V)²	u1·u5 in (mV/V)²	u1·u6 in (mV/V)²	u2·u3 in (mV/V)²
Fx in N / (mV/V)²	-0.204	-0.628	0.774	-0.337	-3.520	2.345
Fy in N /(mV/V)²	-0.251	1.701	-0.107	-2.133	-1.408	1.298
Fz in N / (mV/V)²	5.049	-0.990	1.453	3.924	19.55	-18.25
Mx in Nm /(mV/V)²	-0.015	0.082	-0.055	-0.076	0.192	-0.054
My in Nm / (mV/V)²	0.050	0.016	0.223	0.036	0.023	-0.239
Mz in Nm / (mV/V)²	-0.081	-0.101	0.027	-0.097	-0.747	0.616

Die krag in die x-rigting word bereken deur die matrikselemente A van die eerste ry a1j te vermenigvuldig en op te som met die rye j van die vektor van die uitsetseine uj plus matrikselemente B van die eerste ry a1j met die rye j van die vektor van die gemengdekwadratiese uitsetseine:

Example van Fx

Fx =
-217.2 N/(mV/V) u1 + 108.9 N/(mV/V) u2 + 99.9 N/(mV/V) u3
-217.8 N/(mV/V) u4 + 109.2 N/(mV/V) u5 +103.3 N/(mV/V) u6
-0.204 N/(mV/V)² u1u2 0.628 N/(mV/V)² u1u3 + 0.774 N/(mV/V)² u1u4
-0.337 N/(mV/V)² u1u5 3.520 N/(mV/V)² u1u6 + 2.345 N/(mV/V)² u2u3

Example van Fz

Fz =
-321.0 N/(mV/V) u1 -320.0 N/(mV/V) u2 -317.3 N/(mV/V) u3
-321.1 N/(mV/V) u4 -324.4 N/(mV/V) u5 -323.9 N/(mV/V) u6.
+5.049 N/(mV/V)² u1u2 -0.990 N/(mV/V)² u1u3
+1.453 N/(mV/V)² u1u4 +3.924 N/(mV/V)² u1u5
+19.55 N/(mV/V)² u1u6 -18.25 N/(mV/V)² u2u3
Aandag: Die samestelling van die gemengde kwadratiese terme kan verander na gelang van die sensor.

Verrekening van die oorsprong

Kragte wat nie in die oorsprong van die koördinaatstelsel toegepas word nie, word getoon deur 'n aanwyser in die vorm van Mx, My en Mz momente gebaseer op die hefboomarm.

Oor die algemeen word die kragte op 'n afstand z vanaf die oppervlak van die sensor toegepas. Die ligging van die kragoordrag kan ook in x- en z-rigtings verskuif word soos benodig.

As die kragte op afstand x, y of z vanaf die oorsprong van die koördinaatstelsel toegepas word, en die oomblikke rondom die verskuiwende kragoordragligging getoon moet word, word die volgende regstellings vereis:

Gekorrigeerde oomblikke Mx1, My1, Mz1 na 'n verskuiwing in kragoordrag (x, y, z) vanaf die oorsprong

Mx1 = Mx + y*Fz – z*Fy
My1 = My + z*Fx – x*Fz
Mz1 = Mz + x*Fy – y*Fx

Let wel: Die sensor word ook aan die oomblikke Mx, My en Mz blootgestel, met oomblikke Mx1, My1 en Mz1 wat vertoon word. Die toelaatbare momente Mx, My en Mz moet nie oorskry word nie.

Skaal van die kalibrasiematriks

Deur die matrikselemente na die eenheid mV/V te verwys, kan die kalibrasiematriks toegepas word op alle beskikbare amplewendes.

Die kalibrasiematriks met die N/V- en Nm/V-matrikselemente is van toepassing op die BSC8-meting ampverligter met 'n insetsensitiwiteit van 2 mV / V en 'n uitsetsein van 5V met 'n 2mV/V insetsein.

Vermenigvuldiging van alle matrikselemente met 'n faktor van 2/5 skaal die matriks vanaf N/(mV/V) en Nm/(mV/V) vir 'n uitset van 5V by 'n insetsensitiwiteit van 2 mV/V (BSC8).

Deur alle matrikselemente met 'n faktor van 3.5/10 te vermenigvuldig, word die Matriks geskaal vanaf N/(mV/V) en Nm/(mV/V) vir 'n uitsetsein van 10V by 'n insetsensitiwiteit van 3.5 mV/V (BX8) )

Die eenheid van die faktor is (mV/V)/V
Die eenheid van die elemente van die lasvektor (u1, u2, u3, u4, u5, u6) is voltages in V

Example van Fx

Analoog uitset met BX8, insetsensitiwiteit 3.5 mV / V, uitsetsein 10V:
Fx =
3.5/10 (mV/V)/V
(-217.2 N/(mV/V) u1 + 108.9 N/(mV/V) u2 + 99.9 N/(mV/V) u3
-217.8 N/(mV/V) u4 + 109.2 N/(mV/V) u5 +103.3 N/(mV/V) u6 ) + (3.5/10)² ((mV/V)/V )²
(-0.204 N/(mV/V)² u1u2 0.628 N/(mV/V)² u1u3 + 0.774 N/(mV/V)² u1u4
-0.337 N/(mV/V)² u1u5 3.520 N/(mV/V)² u1u6 + 2.345 N/(mV/V)² u2u3)

Matriks 6×12 vir 6AXX-sensors

Met die sensors 6A150, 6A175, 6A225, 6A300 is dit moontlik om 'n 6×12-matriks in plaas van 'n6x6-matriks te gebruik vir foutvergoeding.

Die 6×12-matriks bied die hoogste akkuraatheid en die laagste oorspraak, en word aanbeveel vir sensors van 50kN krag.

In hierdie geval het die sensors altesaam 12 meetkanale en twee verbindings. Elke koppelstuk bevat 'n elektries onafhanklike krag-wringkragsensor met 6 sensorseine. Elkeen van hierdie koppelaars is aan sy eie meting gekoppel ampverligter BX8.

In plaas daarvan om 'n 6×12-matriks te gebruik, kan die sensor ook uitsluitlik met aansluiting A gebruik word, of uitsluitlik met aansluiting B, of met albei verbindings vir oortollige meting. In hierdie geval word 'n 6×6-matriks voorsien vir koppelstuk A en vir koppelstuk B. Die 6×6-matriks word as 'n standaard verskaf.

Die sinchronisasie van die gemete data kan bv met behulp van 'n sinchronisasiekabel geskied. Vir amplaaiers met EtherCat-koppelvlak 'n sinchronisasie via die BUS-lyne is moontlik.

Die kragte Fx, Fy, Fz en momente Mx, My, Mz word in die sagteware BlueDAQ bereken. Daar word die 12 insetkanale u1…u12 vermenigvuldig met die 6×12 matriks A om 6 uitsetkanale van die lasvektor L te kry.

Die kanale van koppelstuk “A” word aan kanale 1…6 in die BlueDAQ-sagteware toegewys. Die kanale van koppelstuk “B” word aan kanale 7…12 in die BlueDAQ-sagteware toegewys.
Nadat die matriks 6×12 in die BlueDAQ-sagteware gelaai en geaktiveer is, word die kragte en momente op kanale 1 tot 6 vertoon.
Kanale 7...12 bevat die rou data van koppelstuk B en is nie relevant vir verdere evaluering nie. Hierdie kanale (met die benaming "dummy7") tot "dummy12") kan versteek word, kan versteek word Wanneer die 6×12-matriks gebruik word, word die kragte en momente uitsluitlik deur sagteware bereken, aangesien dit saamgestel is uit data van twee afsonderlike metings amplewendes.

Wenk: Wanneer die BlueDAQ-sagteware gebruik word, kan die konfigurasie en koppeling na die 6×12-matriks gedoen word deur “Save Sessie”. en "Open Sessie" word gedruk. sodat die sensor- en kanaalkonfigurasie slegs een keer uitgevoer hoef te word.

Styfheid Matriks

Example van 'n styfheidsmatriks

6A130 5kN/500Nm

Fx	Fy	Fz	Mx	My	Mz
93,8 kN/mm	0,0	0,0	0,0	3750 kN	0,0	Ux
0,0	93,8 kN/mm	0,0	-3750 kN	0,0	0,0	Uy
0,0	0,0	387,9 kN/mm	0,0	0,0	0,0	Uz
0,0	-3750 kN	0,0	505,2 kNm	0,0	0,0	phix
3750 kN	0,0	0,0	0,0	505,2 kNm	0,0	fie
0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	343,4 kNm	phiz

Wanneer dit met 5kN in x-rigting gelaai word, lei 'n verskuiwing van 5 / 93.8 mm = 0.053 mm in die x-rigting, en 'n draai van 5 kN / 3750 kN = 0.00133 rad tot die y-rigting.
Wanneer gelaai met 15kN in z-rigting, 'n verskuiwing van 15 / 387.9 mm = 0.039 mm in die z-rigting (en geen draai).
Wanneer Mx 500 Nm 'n draai van 0,5kNm / 505,2kNm = 0.00099 rad lei tot die x-as, en verskuiwing vanaf 0,5kNm / -3750 kN = -0,000133m = -0,133mm.
Wanneer dit met Mz 500Nm gelaai word, lei 'n draaiing van 0,5kNm / 343.4 kNm = 0.00146 rad om die z-as (en geen verskuiwing nie).

Kalibrasiematriks vir 5AR-sensors

Die sensors van die tipe 5AR laat die meting van die krag Fz en die momente Mx en My toe.
Die sensors 5AR kan gebruik word om 3 ortogonale kragte Fx, Fy en Fz te vertoon, wanneer die gemete wringkragte gedeel word deur die hefboomarm z (afstand van kragtoepassing Fx, Fy van die oorsprong van die koördinaatstelsel).

	ch1	ch2	ch3	ch4
Fz in N/mV/V	100,00	100,00	100,00	100,00
Mx in Nm/mV/V	0,00	-1,30	0,00	1,30
My in Nm / mV/V	1,30	0,00	-1,30	0,00
H	0,00	0,00	0,00	0,00

Die krag in die z-rigting word bereken deur die matrikselemente van die eerste ry A1J te vermenigvuldig en op te som met die lyne van die vektor van die uitsetseine uj

Fz =
100 N/mV/V u1 + 100 N/mV/V u2 + 100 N/mV/V u3 + 100 N/mV/V u4

Example: op al 6 metingskanale word u1 = u2 = u3 = u4 = 1.00 mV/V vertoon. Dwing dan Fz-resultate van 400 N af.

Die kalibrasiematriks A van 5AR-sensor het die afmetings 4 x. 4
Die vektor u van die uitsetseine van die meting ampverligter het die afmetings 4 x. 1 Die resultaatvektor (Fz, Mx, My, H) het die afmeting van 4 x. 1 By die uitsette van ch1, ch2 en ch3 na toepassing van die kalibrasiematriks, word die krag Fz en die momente Mx en My vertoon. Op die kanaal 4 word uitset H voortdurend 0V deur die vierde lyn vertoon.

Ingebruikneming van die sensor

Die BlueDAQ-sagteware word gebruik om die gemete kragte en momente te wys. Die BlueDAQ-sagteware en verwante handleidings kan afgelaai word vanaf die webwebwerf.

Stap	Beskrywing
1	Installering van die Blue DAQ sagteware
2	Verbind die meting ampverligter BX8 via USB-poort; Koppel die sensor 6AXX aan die meting ampverligter. Skakel die meting aan amplewendiger.
3	Kopieer gids met kalibrasiematriks (verskafde USB-stok) na geskikte aandrywer en pad.
4	Begin Blue DAQ-sagteware
5	Hoofvenster: Knoppie Voeg kanaal by; Kies toesteltipe: BX8 Kies koppelvlak: bvample COM3Kies kanaal 1 tot 6 om Button Connect oop te maak
6	Hoofvenster: Knoppie Spesiale Sensor Kies ses-as sensor
7	Venster “Ses-as sensor instellings: Knoppie Voeg sensor by
8	a) Knoppie Verander Dir Kies die gids met die files Reeksnommer.dat en Reeksnommer. Matriks. b) Knoppie Kies Sensor en kies Reeksnommer c) Knoppie Hernoem kanale outomaties d) indien nodig. Kies die verplasing van die kragtoepassingspunt. e) Knoppie OK Aktiveer hierdie sensor
9C	Kies Recorder Yt” venster, begin meting;

Ingebruikneming van die 6×12-sensor

By die ingebruikneming van die 6×12-sensor, kanale 1 tot 6 van die meting ampverligter by konneksie “A” moet aan komponente 1 tot 6 toegewys word.

Kanale 7…12 van die meting ampverligter by konneksie “B” word aan komponente 7 tot 12 toegewys.

Wanneer die sinchronisasiekabel gebruik word, is die 25-pen SUB-D vroulike verbindings (manlik) aan die agterkant van die ampverligter is aan die sinchronisasiekabel gekoppel.

Die sinchronisasiekabel verbind die poorte nr. 16 van die meting ampversterkers A en B met mekaar.

Vir amplifier 'n Poort 16 is gekonfigureer as uitvoer vir die funksie as meester, vir amplifier Bport 16 is gekonfigureer as invoer vir die funksie as slaaf.

Die instellings kan gevind word onder "Device" Advanced Setting" Dig-IO.

Wenk: Die konfigurasie van die datafrekwensie moet by die “Meester” sowel as by die “Slaaf” gedoen word. Die meetfrekwensie van die meester moet nooit hoër wees as die meetfrekwensie van die slaaf nie.