Інструкцыя па эксплуатацыі шматкампанентнага датчыка інтэрфейсу 6AXX

Набор шматкампанентных датчыкаў 6AXX складаецца з шасці незалежных датчыкаў сілы, абсталяваных тензодатчиками. З дапамогай шасці сігналаў датчыка прымяняецца правіла разліку для разліку сіл у трох прасторавых восях і трох момантаў вакол іх. Дыяпазон вымярэння шматкампанентнага датчыка вызначаецца:

па дыяпазонах вымярэнняў шасці незалежных датчыкаў сілы, і
геаметрычным размяшчэннем шасці датчыкаў сілы або праз дыяметр датчыка.

Асобныя сігналы ад шасці датчыкаў сілы нельга непасрэдна звязаць з пэўнай сілай або момантам шляхам множання на каэфіцыент маштабавання.

Правіла разліку можа быць дакладна апісана ў матэматычных тэрмінах перакрыжаваным здабыткам калібравальнай матрыцы з вектарам шасці сігналаў датчыка.

Гэты функцыянальны падыход мае наступныя перавагіtages:

Асабліва высокая калянасць,

Асабліва эфектыўнае падзел шасці кампанентаў («нізкія крыжаваныя перашкоды»).

Калібравальная матрыца

Калібравальная матрыца А апісвае сувязь паміж паказанымі выхаднымі сігналамі U вымярэння amplifier на каналах з 1 па 6 (u1, u2, u3, u4, u5, u6) і кампаненты з 1 па 6 (Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz) вектара нагрузкі L.

Вымеранае значэнне: выхадныя сігналы u1, u2, …u6 на каналах з 1 па 6	выхадны сігнал U
Разліковае значэнне: сілы Fx, Fy, Fz; моманты Mx, My, Mz	Вектар нагрузкі L
Правіла разліку: перакрыжаваны здабытак	L = A x U

Калібравальная матрыца Aij уключае 36 элементаў, размешчаных у 6 радках (i=1..6) і 6 слупках (j=1..6).
Адзінкай вымярэння элементаў матрыцы з'яўляецца Н/(мВ/В) у радках з 1 па 3 матрыцы.
Адзінкай вымярэння элементаў матрыцы з'яўляецца Нм/(мВ/В) у радках з 4 па 6 матрыцы.
Матрыца каліброўкі залежыць ад уласцівасцей датчыка і вымярэння ampзадымнік.
Гэта прымяняецца для вымярэння BX8 amplifier і для ўсіх amplifiers, якія паказваюць выхадныя сігналы моста ў мВ/В.
Элементы матрыцы могуць быць зменены ў іншых адзінках на агульны множнік праз множанне (з выкарыстаннем «скалярнага здабытку»).
Матрыца каліброўкі разлічвае моманты вакол пачатку базавай сістэмы каардынат.
Пачатак сістэмы каардынат знаходзіцца ў кропцы перасячэння восі z з асабовай паверхняй датчыка. 1) Пачатак і арыентацыя восяў паказаны гравіроўкай на асабовай паверхні датчыка.

1) Палажэнне арыгінала можа адрознівацца ў залежнасці ад розных тыпаў датчыкаў 6AXX. Паходжанне задакументавана ў калібравальным лісце. Напрыклад, пачатак 6A68 знаходзіцца ў цэнтры датчыка.

Exampле калібравальнай матрыцы (6AXX, 6ADF)

	u1 у мВ/В	u2 у мВ/В	u3 у мВ/В	u4 у мВ/В	u5 у мВ/В	u6 у мВ/В
Fx у Н / мВ / В	-217.2	108.9	99.9	-217.8	109.2	103.3
Fy у Н/мВ/В	-2.0	183.5	-186.3	-3.0	185.5	-190.7
Fz у Н/мВ/В	-321.0	-320.0	-317.3	-321.1	-324.4	-323.9
Mx у Нм / мВ/В	7.8	3.7	-3.8	-7.8	-4.1	4.1
Мой у Нм/мВ/В	-0.4	6.6	6.6	-0.4	-7.0	-7.0
Mz у Нм / мВ/В	-5.2	5.1	-5.1	5.1	-5.0	5.1

Сіла ў напрамку х разлічваецца шляхам множання і сумавання элементаў матрыцы першага радка a1j на радкі вектара выхадных сігналаў uj.
Fx =
-217.2 Н/(мВ/В) u1+ 108.9 Н/(мВ/В) u2 + 99.9 Н/(мВ/В) u3
-217.8 Н/(мВ/В) u4+ 109.2 Н/(мВ/В) u5 +103.3 Н/(мВ/В) u6

Напрыкладample: на ўсіх 6 каналах вымярэння адлюстроўваецца u1 = u2 = u3 = u4 = u5 =u6 = 1.00 мВ/В. Тады існуе сіла Fx роўная -13.7 Н. Сіла ў напрамку z разлічваецца адпаведна шляхам множання і сумавання трэцяга радка матрыцы a3j з вектарам пазначанага аб'ёмуtages uj:
Fz =
-321.0 Н/(мВ/В) u1 -320.0 Н/(мВ/В) u2 -317.3 Н/(мВ/В) u3
-321.1 Н/(мВ/В) u4 -324.4 Н/(мВ/В) u5 -323.9 Н/(мВ/В) u6.

Matrix Plus для датчыкаў 6AXX / 6ADF

Пры выкарыстанні працэдуры каліброўкі «Matrix Plus» разлічваюцца два ўзаемныя здабыткі: матрыца A x U + матрыца B x U *

Вымераныя значэнні: выхадныя сігналы u1, u2, … u6 на каналах з 1 па 6	выхадныя сігналы U
Вымераныя значэнні з'яўляюцца выхаднымі сігналамі ў выглядзе змешаных прадуктаў: u1u2, u1u3, u1u4, u1u5, u1u6, u2u3 каналаў з 1 па 6	выхадныя сігналы U*
Разлічанае значэнне: сілы Fx, Fy, Fz; моманты Mx, My, Mz	Вектар нагрузкі L.
Правіла разліку: перакрыжаваны здабытак	L = A x U + B х U*

Exampле калібравальнай матрыцы «B»

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

Сіла ў напрамку х разлічваецца множаннем і сумаваннем матрычных элементаў A першага радка a1j з радкамі j вектара выхадных сігналаў uj плюс матрычных элементаў B першага радка a1j з радкамі j вектара змешаныя квадратычныя выхадныя сігналы:

Exampле Fx

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

Exampле Fz

Fz =
-321.0 Н/(мВ/В) u1 -320.0 Н/(мВ/В) u2 -317.3 Н/(мВ/В) u3
-321.1 Н/(мВ/В) u4 -324.4 Н/(мВ/В) u5 -323.9 Н/(мВ/В) u6.
+5.049 Н/(мВ/В)² u1u2 -0.990 Н/(мВ/В)² u1u3
+1.453 Н/(мВ/В)² u1u4 +3.924 Н/(мВ/В)² u1u5
+19.55 Н/(мВ/В)² u1u6 -18.25 Н/(мВ/В)² u2u3
Увага: Склад змешаных квадратычных членаў можа змяняцца ў залежнасці ад датчыка.

Зрушэнне каардынаты

Сілы, не прыкладзеныя ў пачатку сістэмы каардынат, паказваюцца індыкатарам у выглядзе момантаў Mx, My і Mz на плячы рычага.

Наогул кажучы, сілы прыкладаюцца на адлегласці z ад асабовай паверхні датчыка. Размяшчэнне перадачы сілы таксама можа быць зрушана ў кірунках x і z па меры неабходнасці.

Калі сілы прыкладваюцца на адлегласці x, y або z ад пачатку сістэмы каардынат і неабходна паказаць моманты вакол месца перадачы сілы зрушэння, патрабуюцца наступныя папраўкі:

Выпраўленыя моманты Mx1, My1, Mz1 пасля зрушэння перадачы сілы (x, y, z) ад пачатка

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

Заўвага: Датчык таксама падвяргаецца ўздзеянню момантаў Mx, My і Mz з адлюстраваннем момантаў Mx1, My1 і Mz1. Нельга перавышаць дапушчальныя моманты Mx, My і Mz.

Маштабаванне калібравальнай матрыцы

Адносячы элементы матрыцы да адзінак мВ/В, калібравальная матрыца можа быць прыменена да ўсіх даступных ampасаднікі.

Калібравальная матрыца з элементамі матрыцы N/V і Nm/V прымяняецца да вымярэння BSC8 amplifier з уваходнай адчувальнасцю 2 мВ / В і выхадным сігналам 5 В з уваходным сігналам 2 мВ / В.

Памнажэнне ўсіх элементаў матрыцы на каэфіцыент 2/5 маштабуе матрыцу з N/(мВ/В) і Nm/(мВ/В) для выхаду 5 В пры адчувальнасці ўваходу 2 мВ/В (BSC8).

Пры памнажэнні ўсіх элементаў матрыцы на каэфіцыент 3.5/10, Матрыца маштабуецца з Н/(мВ/В) і Нм/(мВ/В) для выхаднога сігналу 10В пры ўваходнай адчувальнасці 3.5 мВ/В (BX8 )

Адзінкай вымярэння каэфіцыента з'яўляецца (мВ/В)/В
Адзінкай элементаў вектара нагрузкі (u1, u2, u3, u4, u5, u6) з'яўляюцца аб'ёмыtagэс у V

Exampле Fx

Аналагавы выхад з BX8, уваходная адчувальнасць 3.5 мВ / В, выхадны сігнал 10 В:
Fx =
3.5/10 (мВ/В)/В
(-217.2 Н/(мВ/В) u1 + 108.9 Н/(мВ/В) u2 + 99.9 Н/(мВ/В) u3
-217.8 Н/(мВ/В) u4 + 109.2 Н/(мВ/В) u5 +103.3 Н/(мВ/В) u6 ) + (3.5/10)² ((мВ/В)/В )²
(-0.204 Н/(мВ/В)² u1u2 0.628 Н/(мВ/В)² u1u3 + 0.774 Н/(мВ/В)² u1u4
-0.337 Н/(мВ/В)² u1u5 3.520 Н/(мВ/В)² u1u6 + 2.345 Н/(мВ/В)² u2u3)

Матрыца 6×12 для датчыкаў 6AXX

З датчыкамі 6A150, 6A175, 6A225, 6A300 для кампенсацыі памылак можна выкарыстоўваць матрыцу 6×12 замест матрыцы 6х6.

Матрыца 6×12 забяспечвае найвышэйшую дакладнасць і найменшыя перакрыжаваныя перашкоды і рэкамендуецца для датчыкаў з сілай ад 50 кН.

У гэтым выпадку датчыкі маюць у агульнай складанасці 12 вымяральных каналаў і два раздыма. Кожны раз'ём змяшчае электрычна незалежны датчык сілы і крутоўнага моманту з 6 сігналамі датчыка. Кожны з гэтых раздымаў падлучаны да ўласнага вымяральніка ampLifier BX8.

Замест выкарыстання матрыцы 6×12 датчык можа выкарыстоўвацца выключна з раздымам A, або выключна з раздымам B, або з абодвума раздымамі для рэзервовага вымярэння. У гэтым выпадку матрыца 6×6 пастаўляецца для раздыма A і для раздыма B. Матрыца 6×6 пастаўляецца ў якасці стандарту.

Сінхранізацыя вымераных даных можа ажыццяўляцца, напрыклад, з дапамогай кабеля сінхранізацыі. Для amplifiers з інтэрфейсам EtherCat магчымая сінхранізацыя па лініях BUS.

Сілы Fx, Fy, Fz і моманты Mx, My, Mz разлічваюцца ў праграмным забеспячэнні BlueDAQ. Там 12 уваходных каналаў u1…u12 памнажаюцца на матрыцу A 6×12, каб атрымаць 6 выхадных каналаў вектара нагрузкі L.

Каналы раздыма «A» прызначаныя для каналаў 1…6 у праграмным забеспячэнні BlueDAQ. Каналы раздыма «B» прызначаныя для каналаў 7…12 у праграмным забеспячэнні BlueDAQ.
Пасля загрузкі і актывацыі матрыцы 6×12 у праграмным забеспячэнні BlueDAQ сілы і моманты адлюстроўваюцца на каналах з 1 па 6.
Каналы 7…12 змяшчаюць неапрацаваныя даныя раздыма B і не падыходзяць для далейшай ацэнкі. Гэтыя каналы (з пазначэннем «dummy7») да «dummy12») могуць быць схаваныя могуць быць схаваны. Пры выкарыстанні матрыцы 6×12 сілы і моманты разлічваюцца выключна праграмным забеспячэннем, паколькі яно складаецца з даных двух асобных вымярэнняў. ampасаднікі.

Савет: Пры выкарыстанні праграмнага забеспячэння BlueDAQ канфігурацыю і прывязку да матрыцы 6×12 можна выканаць з дапамогай «Захаваць сеанс». і націскаецца «Адкрытая сесія». так што канфігурацыю датчыка і канала трэба выканаць толькі адзін раз.

Матрыца калянасці

Exampле матрыцы калянасці

6A130 5кН/500Нм

Fx	Fy	Fz	Mx	My	Mz
93,8 кН/мм	0,0	0,0	0,0	3750 кН	0,0	Ux
0,0	93,8 кН/мм	0,0	-3750 кН	0,0	0,0	Uy
0,0	0,0	387,9 кН/мм	0,0	0,0	0,0	Uz
0,0	-3750 кН	0,0	505,2 кНм	0,0	0,0	фікс
3750 кН	0,0	0,0	0,0	505,2 кНм	0,0	фій
0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	343,4 кНм	фіз

Пры нагрузцы 5 кН у напрамку х, зрух 5 / 93.8 мм = 0.053 мм у напрамку х, а скручванне 5 кН / 3750 кН = 0.00133 рад прыводзіць да напрамку y.
Пры нагрузцы 15 кН у напрамку z, зрух 15 / 387.9 мм = 0.039 мм у напрамку z (без скручвання).
Пры Mx 500 Нм скручванне 0,5 кНм / 505,2 кНм = 0.00099 рад прыводзіць да восі х, а зрух ад 0,5 кНм / -3750 кН = -0,000133 м = -0,133 мм.
Пры нагрузцы Mz 500 Нм вынік кручэння складае 0,5 кНм / 343.4 кНм = 0.00146 рад вакол восі z (без зрушэння).

Матрыца каліброўкі для датчыкаў 5AR

Датчыкі тыпу 5ARдазваляюць вымяраць сілу Fz і моманты Mx і My.
Датчыкі 5AR могуць быць выкарыстаны для адлюстравання 3 артаганальных сіл Fx, Fy і Fz, калі вымераныя круцячыя моманты дзеляцца на плячо z рычага (адлегласць прыкладання сілы Fx, Fy ад пачатку сістэмы каардынат).

	раздзел 1	раздзел 2	раздзел 3	раздзел 4
Fz у Н/мВ/В	100,00	100,00	100,00	100,00
Mx у Нм / мВ/В	0,00	-1,30	0,00	1,30
Мой у Нм/мВ/В	1,30	0,00	-1,30	0,00
H	0,00	0,00	0,00	0,00

Сіла ў напрамку z вылічваецца шляхам множання і сумавання элементаў матрыцы першага радка A1J з лініямі вектара выхадных сігналаў uj

Fz =
100 Н/мВ/В u1 + 100 Н/мВ/В u2 + 100 Н/мВ/В u3 + 100 Н/мВ/В u4

Example: на ўсіх 6 каналах вымярэння адлюстроўваецца u1 = u2 = u3 = u4 = 1.00 мВ/В. Затым узмацніце Fz вынікі 400 Н.

Калібравальная матрыца А датчыка 5AR мае памеры 4х. 4
Вектар u выхадных сігналаў вымярэння amplifier мае памеры 4х. 1 Выніковы вектар (Fz, Mx, My, H) мае памернасць 4 х. 1 На выхадах ch1, ch2 і ch3 пасля прымянення калібравальнай матрыцы адлюстроўваецца сіла Fz і моманты Mx і My. На выхадзе канала 4 H пастаянна адлюстроўваецца 0 В чацвёртым радком.

Увод у эксплуатацыю датчыка

Праграмнае забеспячэнне BlueDAQ выкарыстоўваецца для паказу вымераных сіл і момантаў. Праграмнае забеспячэнне BlueDAQ і звязаныя з ім кіраўніцтва можна загрузіць з webсайт.

Крок	Апісанне
1	Ўстаноўка праграмнага забеспячэння Blue DAQ
2	Падключыце вымярэнне amplifier BX8 праз порт USB; Падключыце датчык 6AXX да вымяральніка ampліфіер. Уключыце вымярэнне ampзадымнік.
3	Скапіруйце каталог з калібравальнай матрыцай (у камплекце USB-назапашвальнік) на прыдатны дыск і шлях.
4	Запусціце праграмнае забеспячэнне Blue DAQ
5	Галоўнае акно: кнопка «Дадаць канал»; Выберыце тып прылады: BX8 Выберыце інтэрфейс: напрample COM3 Выберыце каналы з 1 па 6, каб адкрыць кнопку Connect
6	Галоўнае акно: кнопка Спецыяльны датчык Выберыце шасцівосевы датчык
7	Акно «Настройкі шасцівосевага датчыка: кнопка «Дадаць датчык».
8	a) Кнопка Змяніць каталог Выберыце каталог з files Серыйны нумар.dat і серыйны нумар. Матрыца. b) Кнопка Выберыце датчык і абярыце Серыйны нумар c) Кнопка Аўтаматычнае перайменаванне каналаў г) пры неабходнасці. Выберыце зрушэнне кропкі прыкладання сілы. e) Кнопка OK Уключыць гэты датчык
9C	Выберыце акно Recorder Yt, пачніце вымярэнне;

Увод у эксплуатацыю датчыка 6×12

Пры ўводзе ў эксплуатацыю датчыка 6×12 каналы з 1 па 6 вымяральных ampLifier на раздыме «A» павінен быць прызначаны кампанентам з 1 па 6.

Каналы 7…12 вымяральных amplifier на раздыме «B» прызначаюцца кампанентам з 7 па 12.

Пры выкарыстанні кабеля сінхранізацыі 25-кантактныя раздымы SUB-D (мужчына) на задняй панэлі amplifier падключаюцца да кабеля сінхранізацыі.

Кабель сінхранізацыі злучае парты №. 16 вымярэння ampліфітары A і B адзін з адным.

Для amplifier Порт 16 настроены як выхад для функцыі master, for amplifier Bport 16 настроены ў якасці ўваходу для функцыі падпарадкаванага.

Налады можна знайсці ў раздзеле «Прылада» Дадатковыя налады» Dig-IO.

Падказка: Канфігурацыя частоты перадачы дадзеных павінна выконвацца як на «Master», так і на «Slave». Частата вымярэння вядучага ні ў якім разе не павінна быць вышэй, чым частата вымярэння падпарадкаванага.