Load Cells 301 Vodič
301 Load Cell
Karakteristike i aplikacije ćelije za opterećenje
©1998–2009 Interface Inc.
Revidirano 2024
Sva prava pridržana.
Interface, Inc. ne daje nikakvu garanciju, bilo izričitu ili impliciranu, uključujući, ali ne ograničavajući se na, bilo kakva implicitna jamstva o mogućnosti prodaje ili prikladnosti za određenu svrhu, u vezi sa ovim materijalima, i čini takve materijale dostupnim isključivo na osnovu „kao što jesu“ .
Interface, Inc. ni u kom slučaju neće biti odgovoran bilo kome za posebne, kolateralne, slučajne ili posljedične štete u vezi sa ili proizašle iz upotrebe ovih materijala.
Interface®, Inc. 7401 Butherus Drive
Scottsdale, Arizona 85260
480.948.5555 telefon
contact@interfaceforce.com
http://www.interfaceforce.com
Dobrodošli u Interface Load Cell 301 Guide, nezamjenjiv tehnički resurs koji su napisali stručnjaci za mjerenje sile u industriji. Ovaj napredni vodič je dizajniran za test inženjere i korisnike mjernih uređaja koji traže sveobuhvatan uvid u performanse i optimizaciju mjernih ćelija.
U ovom praktičnom vodiču istražujemo kritične teme sa tehničkim objašnjenjima, vizualizacijama i naučnim detaljima neophodnim za razumevanje i maksimiziranje funkcionalnosti ćelija za opterećenje u različitim aplikacijama.
Naučite kako inherentna krutost ćelija za opterećenje utječe na njihove performanse pod različitim uvjetima opterećenja. Zatim istražujemo prirodnu frekvenciju ćelije za opterećenje, analizirajući i scenarije sa malo i jako opterećenje kako bismo shvatili kako varijacije opterećenja utječu na frekvencijski odziv.
Kontaktna rezonanca je još jedan ključni aspekt koji je opširno obrađen u ovom vodiču, bacajući svjetlo na fenomen i njegove implikacije za precizna mjerenja. Dodatno, raspravljamo o primjeni kalibracijskih opterećenja, naglašavajući važnost kondicioniranja ćelije i rješavanja utjecaja i histereze tokom postupaka kalibracije.
Protokoli ispitivanja i kalibracije se temeljno ispituju, dajući razumne smjernice za osiguranje preciznosti i pouzdanosti u procesima mjerenja. Također se bavimo primjenom opterećenja u upotrebi, fokusirajući se na tehnike opterećenja na osovini i strategije za kontrolu opterećenja izvan ose kako bismo poboljšali preciznost mjerenja.
Nadalje, istražujemo metode za smanjenje vanjskih efekata opterećenja optimiziranjem dizajna, nudeći vrijedan uvid u ublažavanje vanjskih utjecaja na performanse ćelija za opterećenje. Kapacitet preopterećenja sa vanjskim opterećenjem i suočavanje sa udarnim opterećenjima su također detaljno razmotreni kako bi se inženjeri opremili znanjem potrebnim za zaštitu ćelija opterećenja od nepovoljnih uvjeta.
Interface Load Cell 301 Guide pruža neprocjenjive informacije za optimizaciju performansi, poboljšanje tačnosti i osiguranje pouzdanosti mjernih sistema u različitim aplikacijama.
Vaš tim za interfejs
Karakteristike i aplikacije ćelije za opterećenje
Čvrstoća ćelije za opterećenje
Kupci često žele da koriste mernu ćeliju kao element u fizičkoj strukturi mašine ili sklopa. Stoga bi željeli znati kako će ćelija reagirati na sile koje se razvijaju tokom sklapanja i rada mašine.
Za ostale dijelove takve mašine koji su napravljeni od osnovnih materijala, dizajner može potražiti njihove fizičke karakteristike (kao što su termička ekspanzija, tvrdoća i krutost) u priručnicima i odrediti interakcije svojih dijelova na osnovu svog dizajna. Međutim, budući da je mjerač opterećenja izgrađen na savijanju, koji je složen strojno obrađen dio čiji detalji su nepoznati kupcu, kupcu će biti teško odrediti njegovu reakciju na sile.
Korisna je vježba razmotriti kako jednostavno savijanje reagira na opterećenja primijenjena u različitim smjerovima. Slika 1, prikazuje nprampjednostavnog savijanja napravljenog brušenjem cilindričnog žlijeba na obje strane komada čeličnog lima. Varijacije ove ideje se uveliko koriste u mašinama i testnim štandovima za izolaciju mernih ćelija od bočnih opterećenja. U ovom exampDakle, jednostavno savijanje predstavlja element u dizajnu mašine, a ne stvarnu ćeliju opterećenja. Tanki dio jednostavnog savijanja djeluje kao virtualni ležaj bez trenja koji ima malu konstantu rotacije opruge. Stoga će se konstanta opruge materijala možda morati izmjeriti i uračunati u karakteristike odziva mašine. 
Ako primijenimo silu zatezanja (FT) ili tlačnu silu (FC) na savijanje pod kutom od njegove središnje linije, savijanje će biti izobličeno bočno zbog vektorske komponente (F TX) ili (FCX) kao što je prikazano točkastim nacrt. Iako rezultati izgledaju prilično slično u oba slučaja, oni se drastično razlikuju.
U slučaju zatezanja na slici 1, savijanje ima tendenciju da se savija u poravnanje sa silom izvan ose i savijanje sigurno preuzima ravnotežni položaj, čak i pod značajnom napetosti.
U slučaju pritiska, reakcija savijanja, kao što je prikazano na slici 2, može biti vrlo destruktivna, iako je primijenjena sila potpuno iste veličine i primjenjuje se duž iste linije djelovanja kao i sila zatezanja, jer se savijanje savija od linija djelovanja primijenjene sile. Ovo ima tendenciju povećanja bočne sile (F CX) sa rezultatom savijanja
savija se još više. Ako bočna sila premašuje sposobnost savijanja da se odupre okretanju, savijanje će se nastaviti savijati i na kraju će otkazati. Dakle, način kvara u kompresiji je kolaps pri savijanju, i pojavit će se pri mnogo nižoj sili nego što se može bezbedno primijeniti pri napetosti.
Lekcija koju treba naučiti iz ovog prampLeži u tome da se mora primijeniti izuzetan oprez pri dizajniranju primjena tlačnih ćelija za opterećenje pomoću stubnih struktura. Mala neusklađenost se mogu povećati kretanjem stupa pod tlačnim opterećenjem, a rezultat može varirati od grešaka u mjerenju do potpunog loma konstrukcije.
Prethodni example pokazuje jednu od glavnih prednostitage Interface® LowProfile® dizajn ćelije. Pošto je ćelija tako kratka u odnosu na svoj prečnik, ne ponaša se kao ćelija kolone pod kompresivnim opterećenjem. Mnogo je tolerantniji na neusklađeno opterećenje nego ćelija kolone.
Krutost bilo koje ćelije za opterećenje duž njene primarne ose, normalne mjerne ose, može se lako izračunati s obzirom na nazivni kapacitet ćelije i njen otklon pri nazivnom opterećenju. Podaci o otklonu merne ćelije mogu se naći u Interface® katalogu i website.
NAPOMENA:
Imajte na umu da su ove vrijednosti tipične, ali nisu kontrolirane specifikacije za ćelije opterećenja. Općenito, odstupanja su karakteristike dizajna savijanja, materijala savijanja, faktora mjerenja i konačne kalibracije ćelije. Ovi parametri se kontroliraju pojedinačno, ali kumulativni učinak može imati određene varijabilnosti.
Koristeći SSM-100 savijanje na slici 3, kao nprample, krutost u primarnoj osi (Z) može se izračunati na sljedeći način:
Ova vrsta proračuna vrijedi za bilo koju linearnu mjernu ćeliju na njegovoj primarnoj osi. Nasuprot tome, krutosti (X) i (Y) osi su mnogo složenije za teoretski odrediti i one obično nisu od interesa za korisnike Mini ćelija, iz jednostavnog razloga što je odziv ćelija na te dvije ose nije kontroliran kao za LowProfile® serija. Za Mini ćelije, uvijek je preporučljivo izbjegavati primjenu bočnih opterećenja koliko god je to moguće, jer spajanje opterećenja van ose na izlaz primarne ose može unijeti greške u mjerenja.
Za nprampda, primjena bočnog opterećenja (FX) uzrokuje da mjerači na A vide napetost, a mjerači na (B) da vide kompresiju. Ako su savijanja na (A) i (B) identična i faktori mjerenja mjerača na (A) i (B) su usklađeni, očekivali bismo da će izlaz ćelije poništiti učinak bočnog opterećenja. Međutim, budući da je SSM serija jeftina pomoćna ćelija koja se obično koristi u aplikacijama s malim bočnim opterećenjem, dodatni trošak za kupca za balansiranje osjetljivosti bočnog opterećenja obično nije opravdan.
Ispravno rješenje gdje se mogu pojaviti bočna opterećenja ili momentna opterećenja je odvojiti mjernu ćeliju od tih vanjskih sila korištenjem ležaja na kraju šipke na jednom ili oba kraja mjerne ćelije.
Za nprample, Slika 4, prikazuje tipičnu instalaciju ćelije za opterećenje za težinu bureta goriva koje se nalazi na posudi za vagu, kako bi se izvagalo gorivo koje se koristi u testovima motora.
Ključ je pričvršćen za potpornu gredu svojim klinovima. Ležaj na kraju šipke može slobodno da se rotira oko ose svog potpornog klina, a takođe može da se pomera oko ±10 stepeni u rotaciji i unutar i van stranice i oko primarne ose merne ćelije. Ove slobode kretanja osiguravaju da zatezno opterećenje ostane na istoj središnjoj liniji kao i primarna os merne ćelije, čak i ako teret nije pravilno centriran na vagi.
Imajte na umu da natpisna pločica na mjernoj ćeliji piše naopako jer slijepi kraj ćelije mora biti montiran na potporni kraj sistema.
Prirodna frekvencija ćelije za opterećenje: Lagano opterećeno kućište
Često će se mjerač opterećenja koristiti u situaciji u kojoj će lagano opterećenje, kao što je posuda za vagu ili mali ispitni uređaj, biti pričvršćeno na dio ćelije pod naponom. Korisnik bi želio znati koliko brzo će ćelija reagirati na promjenu učitavanja. Povezivanjem izlaza mjerne ćelije sa osciloskopom i izvođenjem jednostavnog testa, možemo naučiti neke činjenice o dinamičkom odgovoru ćelije. Ako čvrsto montiramo ćeliju na masivni blok, a zatim vrlo lagano udarimo po aktivni kraj ćelije malim čekićem, vidjet ćemo
damped sinusni val (serija sinusnih valova koji se progresivno smanjuju na nulu).
NAPOMENA:
Budite izuzetno oprezni kada nanosite udar na mjernu ćeliju. Nivoi sile mogu oštetiti ćeliju, čak iu vrlo kratkim intervalima.
Frekvencija (broj ciklusa koji se javljaju u jednoj sekundi) vibracije može se odrediti mjerenjem vremena (T ) jednog kompletnog ciklusa, od jednog pozitivnog prelaska nule do sljedećeg. Jedan ciklus je označen na slici osciloskopa na slici 5, podebljanom linijom traga. Poznavajući period (vrijeme za jedan ciklus), možemo izračunati prirodnu frekvenciju slobodnih oscilacija merne ćelije (fO) iz formule:
Prirodna frekvencija merne ćelije je od interesa jer možemo koristiti njenu vrednost za procenu dinamičkog odziva merne ćelije u slabo opterećenom sistemu.
NAPOMENA:
Prirodne frekvencije su tipične vrijednosti, ali nisu kontrolirana specifikacija. Oni su dati u Interface® katalogu samo kao pomoć korisniku.
Ekvivalentni sistem opruga-masa merne ćelije prikazan je na slici 6. 
Masa (M1) odgovara masi živog kraja ćelije, od tačke vezivanja do tankih delova savijanja. Opruga, koja ima konstantu opruge (K), predstavlja brzinu opruge tankog mjernog dijela savijanja. Masa (M2) predstavlja dodanu masu svih uređaja koji su pričvršćeni na dio pod naponom merne ćelije.
Slika 7 povezuje ove teorijske mase sa stvarnim masama u stvarnom sistemu mernih ćelija. Imajte na umu da se konstanta opruge (K ) javlja na liniji razdvajanja na tankom dijelu savijanja.
Prirodna frekvencija je osnovni parametar, rezultat dizajna merne ćelije, tako da korisnik mora shvatiti da će dodavanje bilo koje mase na aktivni kraj merne ćelije imati efekat smanjenja ukupne prirodne frekvencije sistema. Za nprampda, možemo zamisliti da lagano povučemo masu M1 na slici 6, a zatim pustimo. Masa će oscilirati gore-dolje na frekvenciji koja je određena konstantom opruge (K ) i masom M1.
U stvari, oscilacije će damp kako vrijeme napreduje na isti način kao na slici 5.
Ako sada pričvrstimo masu (M2) na (M1),
povećano opterećenje mase će smanjiti prirodnu frekvenciju sistema opruge. Srećom, ako znamo mase (M1) i (M2) i prirodnu frekvenciju originalne kombinacije opruga-masa, možemo izračunati iznos za koji će prirodna frekvencija biti smanjena dodavanjem (M2), u skladu sa formula:
Za inženjera elektrotehnike ili elektronike, statička kalibracija je (DC) parametar, dok je dinamički odgovor (AC) parametar. Ovo je predstavljeno na slici 7, gdje je DC kalibracija prikazana na certifikatu o tvorničkoj kalibraciji, a korisnici bi željeli znati kakav će biti odziv ćelije na nekoj frekvenciji vožnje koju će koristiti u svojim testovima.
Obratite pažnju na jednak razmak između linija mreže “Frekvencija” i “Izlaz” na grafikonu na slici 7. Obje su logaritamske funkcije; to jest, predstavljaju faktor 10 od jedne do druge linije mreže. Za nprample, “0 db” znači “bez promjene”; “+20 db” znači “10 puta više od 0 db”; “–20 db” znači “1/10 koliko i 0 db”; i "–40 db" znači "1/100 koliko i 0 db."
Koristeći logaritamsko skaliranje, možemo prikazati veći raspon vrijednosti, a češće karakteristike se ispostavljaju kao prave linije na grafikonu. Za nprample, isprekidana linija pokazuje opšti nagib krive odziva iznad prirodne frekvencije. Ako bismo nastavili graf prema dolje i udesno, odgovor bi postao asimptotičan (bliži i bliži) isprekidanoj pravoj liniji.
NAPOMENA:
Kriva na slici 63 je data samo da prikaže tipičan odgovor malo opterećene merne ćelije u optimalnim uslovima. U većini instalacija, rezonancije u pričvrsnim elementima, ispitnom okviru, pogonskom mehanizmu i UUT-u (jedinica koja se testira) će dominirati nad odgovorom ćelije za mjerenje opterećenja.
Prirodna frekvencija ćelije za opterećenje: Jako opterećeno kućište
U slučajevima kada je merna ćelija mehanički čvrsto spojena u sistem gde su mase komponenti znatno teže od sopstvene mase ćelije za merenje, ćelija za merenje teži da deluje kao obična opruga koja povezuje pogonski element sa pogonskim elementom u sistem.
Problem za dizajnera sistema postaje analiza masa u sistemu i njihove interakcije sa veoma krutom konstantom opruge merne ćelije. Ne postoji direktna korelacija između neopterećene prirodne frekvencije mjerne ćelije i jako opterećenih rezonancija koje će se vidjeti u korisnikovom sistemu.
Kontakt Resonance
Gotovo svi su odbili košarkašku loptu i primijetili da je period (vrijeme između ciklusa) kraći kada se lopta odbija bliže podu.
Svako ko je igrao fliper, video je kako lopta zvecka napred-nazad između dva metalna stuba; što se stubovi približavaju prečniku lopte, brže će lopta zveckati. Oba ova rezonantna efekta pokreću isti elementi: masa, slobodni razmak i opružni kontakt koji obrće smjer kretanja.
Frekvencija oscilovanja je proporcionalna krutosti povratne sile, a obrnuto proporcionalna i veličini zazora i masi. Isti efekat rezonancije se može naći u mnogim mašinama, a nakupljanje oscilacija može oštetiti mašinu tokom normalnog rada.
Za nprampNa slici 9, dinamometar se koristi za mjerenje konjskih snaga benzinskog motora. Motor koji se testira pokreće vodenu kočnicu čija je izlazna osovina spojena na poluprečnik. Ruka se može slobodno okretati, ali je ograničena mjernom ćelijom. Poznavajući broj obrtaja motora, silu na ćeliji opterećenja i dužinu poluprečnika, možemo izračunati konjsku snagu motora.
Ako pogledamo detalj zazora između kuglice ležaja na kraju šipke i čahure ležaja na kraju šipke na slici 9, naći ćemo dimenziju zazora, (D), zbog razlike u veličini kuglice i njegov ograničavajući rukav. Zbir dva razmaka kuglica, plus bilo koja druga labavost u sistemu, će biti ukupni "razmak" koji može uzrokovati kontaktnu rezonancu s masom polumjernog kraka i brzinom opruge ćelije za opterećenje.
Kako se broj obrtaja motora povećava, možemo pronaći određeni broj okretaja u minuti pri kojem brzina paljenja cilindara motora odgovara frekvenciji kontaktne rezonancije dinamometra. Ako držimo da će RPM doći do povećanja (množenja sila), doći će do oscilacije kontakta, a sile udara deset ili više puta veće od prosječne sile mogu se lako nametnuti na mjernu ćeliju.
Ovaj efekat će biti izraženiji kod testiranja jednocilindričnog motora kosilice nego kod ispitivanja motora sa osam cilindara, jer se impulsi paljenja izglađuju kako se preklapaju u automatskom motoru. Općenito, povećanje rezonantne frekvencije će poboljšati dinamički odziv dinamometra.
Učinak kontaktne rezonancije može se minimizirati:
- Korištenje visokokvalitetnih ležajeva na kraju štapa, koji imaju vrlo mali zazor između kuglice i utičnice.
- Zatezanje zavrtnja ležaja na kraju šipke kako bi se osiguralo da je kugla čvrsto spojenaamped na mestu.
- Učiniti okvir dinamometra što čvršćim.
- Korištenje mjerne ćelije većeg kapaciteta za povećanje krutosti mjerne ćelije.
Primjena kalibracijskih opterećenja: Kondicioniranje ćelije
Svaki pretvarač koji za svoj rad ovisi o otklonu metala, kao što je mjerač opterećenja, pretvarač momenta ili pretvarač tlaka, zadržava povijest svojih prethodnih opterećenja. Ovaj efekat nastaje zato što sitna kretanja kristalne strukture metala, koliko god bila mala, zapravo imaju komponentu trenja koja se pokazuje kao histereza (neponavljanje merenja koja se uzimaju iz različitih pravaca).
Prije izvođenja kalibracije, istorija se može izbrisati iz merne ćelije primjenom tri opterećenja, od nule do opterećenja koje premašuje najveće opterećenje u kalibracijskom izvođenju. Obično se primjenjuje najmanje jedno opterećenje od 130% do 140% nazivnog kapaciteta, kako bi se omogućilo pravilno postavljanje i zaglavljivanje ispitnih uređaja u ćeliji za opterećenje.
Ako je merna ćelija kondicionirana i pravilno izvršena opterećenja, dobiće se kriva koja ima karakteristike (ABCDEFGHIJA), kao na slici 10.
Sve tačke će pasti na glatku krivu, a kriva će biti zatvorena kada se vrati na nulu. 
Nadalje, ako se test ponovi i opterećenja su pravilno obavljena, odgovarajuće točke između prve i druge vožnje će pasti vrlo blizu jedna drugoj, pokazujući ponovljivost mjerenja.
Primjena kalibracijskih opterećenja: udari i histereza
Kad god kalibracija daje rezultate koji nemaju glatku krivu, ne ponavljaju se dobro ili se ne vraćaju na nulu, prvo mjesto za provjeru treba da bude podešavanje testa ili postupak učitavanja.
Za nprample, Slika 10 prikazuje rezultat primjene opterećenja gdje operater nije bio oprezan kada je primijenjeno opterećenje od 60%. Ako bi se težina lagano spustila na stalak za utovar i primijenila udar od 80% opterećenja, a zatim se vratila na tačku od 60%, mjerna ćelija bi radila na maloj histereznoj petlji koja bi završila u tački (P) umjesto na tačka (D). Nastavljajući test, tačka od 80% bi završila na (R), a tačka od 100% bi završila na (S). Sve opadajuće tačke bi pale iznad tačnih tačaka, a povratak na nulu ne bi bio zatvoren.
Ista vrsta greške može se desiti na hidrauličnom ispitnom okviru ako operater prekorači ispravnu postavku, a zatim vrati pritisak na ispravnu tačku. Jedini način da se utiče ili prekorači je rekondicioniranje ćelije i ponovno testiranje.
Protokoli ispitivanja i kalibracije
Merne ćelije se rutinski kondicioniraju u jednom režimu (bilo napetost ili kompresija), a zatim se kalibriraju u tom režimu. Ako je potrebna i kalibracija u suprotnom načinu rada, ćelija se prvo kondicionira u tom načinu prije druge kalibracije. Dakle, podaci o kalibraciji odražavaju rad ćelije samo kada je kondicionirana u dotičnom načinu rada.
Iz tog razloga, važno je odrediti protokol testiranja (slijed aplikacija učitavanja) koji kupac planira koristiti, prije nego što dođe do racionalne rasprave o mogućim izvorima greške. U mnogim slučajevima mora se osmisliti poseban fabrički prijem kako bi se osiguralo da će zahtjevi korisnika biti ispunjeni.
Za vrlo stroge primjene, korisnici su općenito u mogućnosti da isprave svoje testne podatke za nelinearnost mjerne ćelije, uklanjajući tako značajnu količinu ukupne greške. Ako to nisu u mogućnosti, nelinearnost će biti dio njihovog budžeta za greške.
Neponovljivost je u suštini funkcija rezolucije i stabilnosti korisničke elektronike za kondicioniranje signala. Ćelije za opterećenje obično imaju neponovljivost koja je bolja od okvira opterećenja, uređaja i elektronike koji se koriste za mjerenje.
Preostali izvor greške, histereza, u velikoj mjeri ovisi o sekvenci učitavanja u protokolu testiranja korisnika. U mnogim slučajevima, moguće je optimizirati protokol testiranja kako bi se minimiziralo uvođenje neželjene histereze u mjerenja.
Međutim, postoje slučajevi u kojima su korisnici ograničeni, bilo zahtjevima eksternog korisnika ili internom specifikacijom proizvoda, da upravljaju mernom ćelijom na nedefiniran način što će rezultirati nepoznatim efektima histereze. U takvim slučajevima, korisnik će morati prihvatiti histerezu u najgorem slučaju kao radnu specifikaciju.
Također, neke ćelije moraju raditi u oba načina (napetost i kompresija) tokom svog normalnog ciklusa upotrebe bez mogućnosti da se ćelija obnovi prije promjene načina rada. Ovo rezultira uslovom koji se zove prebacivanje (nepovratak na nulu nakon petlje kroz oba načina).
U normalnoj tvorničkoj proizvodnji, veličina preklopa je širok raspon gdje je najgori slučaj približno jednak ili malo veći od histereze, ovisno o materijalu i kapacitetu savijanja ćelije za opterećenje.
Srećom, postoji nekoliko rješenja za problem prebacivanja:
- Koristite mjernu ćeliju većeg kapaciteta tako da može raditi u manjem rasponu svog kapaciteta. Prebacivanje je niže kada je proširenje u suprotni način manji procenattage nazivnog kapaciteta.
- Koristite ćeliju napravljenu od nižeg materijala za prebacivanje. Obratite se fabrici za preporuke.
- Navedite kriterij odabira za normalnu fabričku proizvodnju. Većina ćelija ima raspon prekidača koji može dati dovoljno jedinica iz normalne distribucije. Ovisno o stopi tvorničke izrade, cijena za ovaj odabir je obično prilično razumna.
- Navedite strožu specifikaciju i neka tvornica ponudi posebnu vožnju.
Primjena opterećenja u upotrebi: opterećenje na osi
Sva opterećenja na osi generiraju određeni nivo, bez obzira koliko mali, vanosinih vanjskih komponenti. Količina ovog stranog opterećenja je funkcija tolerancije dijelova u dizajnu stroja ili okvira za opterećenje, preciznosti s kojom su komponente proizvedene, pažnje s kojom su elementi stroja poravnati tokom montaže, krutosti nosivih dijelova i adekvatnost okova za pričvršćivanje.
Kontrola opterećenja van ose
Korisnik se može odlučiti da dizajnira sistem tako da eliminiše ili smanji vanosno opterećenje na merne ćelije, čak i ako struktura trpi izobličenje pod opterećenjem. U načinu zatezanja, to je moguće korištenjem ležajeva na kraju šipke sa spojnicama.
Tamo gdje se ćelija za opterećenje može držati odvojeno od strukture okvira za testiranje, može se koristiti u načinu kompresije, što gotovo eliminira primjenu komponenti opterećenja izvan ose na ćeliju. Međutim, ni u kom slučaju se vanosna opterećenja ne mogu u potpunosti eliminirati, jer će uvijek doći do otklona nosivih elemenata i uvijek će postojati određena količina trenja između gumba za opterećenje i ploče za opterećenje koje može prenijeti bočna opterećenja u ćelija.
Kada ste u nedoumici, LowProfile® ćelija će uvijek biti ćelija izbora osim ako ukupni budžet sistemske greške ne dozvoljava velikodušnu marginu za vanjska opterećenja.
Smanjenje efekata stranog opterećenja optimizovanjem dizajna
U visoko preciznim testnim aplikacijama, kruta struktura sa malim vanjskim opterećenjem može se postići korištenjem savijanja tla za izgradnju mjernog okvira. Ovo, ili naravno, zahtijeva preciznu obradu i montažu okvira, što može predstavljati znatan trošak.
Kapacitet preopterećenja sa vanjskim opterećenjem
Jedan ozbiljan efekat opterećenja van ose je smanjenje kapaciteta preopterećenja ćelije. Tipična ocjena preopterećenja od 150% na standardnoj ćeliji za opterećenje ili ocjena od 300% na ćeliji s oznakom zamora je dozvoljeno opterećenje na primarnoj osi, bez ikakvih bočnih opterećenja, momenata ili momenta koji se istovremeno primjenjuju na ćeliju. To je zato što će se vektori van ose zbrajati s vektorom opterećenja na osi, a zbroj vektora može uzrokovati stanje preopterećenja u jednom ili više izmjerenih područja u savijanju.
Da biste pronašli dozvoljeni kapacitet preopterećenja na osi kada su poznata vanjska opterećenja, izračunajte komponentu vanjskih opterećenja na osi i algebarski ih oduzmite od nazivnog kapaciteta preopterećenja, pazeći da imate na umu u kojem načinu rada (napetost ili kompresija) ćelija se učitava.
Udarna opterećenja
Neofiti koji koriste merne ćelije često unište jednu pre nego što oldtajmer ima priliku da ih upozori na udarna opterećenja. Svi bismo željeli da mjerna ćelija može apsorbirati barem vrlo kratak udar bez oštećenja, ali realnost je da ako se živi kraj ćelije pomjeri za više od 150% otklona punog kapaciteta u odnosu na slijepu ulicu, ćelija može biti preopterećena, bez obzira koliko kratak interval tokom kojeg se preopterećenje javlja.
U panelu 1 prampNa slici 11, čelična kugla mase "m" spušta se sa visine "S" na dio pod naponom merne ćelije. Tokom pada, lopta se ubrzava gravitacijom i dostigla je brzinu "v" u trenutku kada dođe u kontakt sa površinom ćelije.
U panelu 2, brzina lopte će biti potpuno zaustavljena, a u panelu 3 smjer lopte će biti obrnut. Sve se to mora dogoditi na udaljenosti koja je potrebna da bi mjerač dosegao nazivni kapacitet preopterećenja, inače se ćelija može oštetiti.
U exampKao što je prikazano, odabrali smo ćeliju koja može skrenuti maksimalno 0.002” prije nego što bude preopterećena. Da bi se lopta potpuno zaustavila na tako maloj udaljenosti, ćelija mora izvršiti ogromnu silu na loptu. Ako je lopta teška jednu funtu i spuštena je jednom nogom na ćeliju, grafik na slici 12 pokazuje da će ćelija dobiti udar od 6,000 lbf (pretpostavlja se da je masa lopte mnogo veća od mase lopte živi kraj merne ćelije, što je obično slučaj).
Skaliranje grafa se može mentalno modificirati imajući na umu da udar varira direktno s masom i kvadratom udaljenosti.
Interface® je svjetski lider u rješenjima za mjerenje sile od povjerenja.
Predvodimo projektiranjem, proizvodnjom i garancijom najučinkovitijih mjernih ćelija, pretvarača okretnog momenta, višeosnih senzora i povezanih instrumenata koji su dostupni. Naši inženjeri svjetske klase pružaju rješenja za zrakoplovnu, automobilsku, energetsku, medicinsku i industriju ispitivanja i mjerenja od grama do miliona funti, u stotinama konfiguracija. Mi smo eminentni dobavljač za Fortune 100 kompanija širom svijeta, uključujući; Boeing, Airbus, NASA, Ford, GM, Johnson & Johnson, NIST i hiljade mjernih laboratorija. Naše interne laboratorije za kalibraciju podržavaju različite standarde za ispitivanje: ASTM E74, ISO-376, MIL-STD, EN10002-3, ISO-17025 i druge.
Više tehničkih informacija o ćelijama opterećenja i ponudi proizvoda Interface®-a možete pronaći na www.interfaceforce.com, ili pozivom jednog od naših stručnih inženjera aplikacija na 480.948.5555.
Dokumenti / Resursi
 |
Interfejs 301 Load Cell [pdf] Korisnički priručnik 301 Load Cell, 301, Load Cell, Cell |
