Manual d'instruccions del sensor multicomponent Interface 6AXX

El conjunt de sensors multicomponent 6AXX consta de sis sensors de força independents equipats amb extensometres. Utilitzant els sis senyals del sensor, s'aplica una regla de càlcul per calcular les forces dins de tres eixos espacials i els tres moments que els envolten. El rang de mesura del sensor multicomponent es determina:

pels rangs de mesura dels sis sensors de força independents, i
per la disposició geomètrica dels sis sensors de força o mitjançant el diàmetre del sensor.

Els senyals individuals dels sis sensors de força no es poden associar directament amb una força o moment específics multiplicant-los amb un factor d'escala.

La regla de càlcul es pot descriure amb precisió en termes matemàtics mitjançant el producte creuat de la matriu de calibratge amb el vector dels sis senyals del sensor.

Aquest enfocament funcional té el següent avantatgetages:

Rigidesa especialment alta,

Separació particularment eficaç dels sis components ("conversació baixa").

Matriu de calibratge

La matriu de calibratge A descriu la connexió entre els senyals de sortida indicats U de la mesura ampen els canals 1 a 6 (u1, u2, u3, u4, u5, u6) i components 1 a 6 (Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz) del vector de càrrega L.

Valor mesurat: senyals de sortida u1, u2, …u6 als canals 1 a 6	senyal de sortida U
Valor calculat: forces Fx, Fy, Fz; moments Mx, My, Mz	Vector de càrrega L
Regla de càlcul: producte creuat	L = A x U

La matriu de calibratge Aij inclou 36 elements, disposats en 6 files (i=1..6) i 6 columnes (j=1..6).
La unitat dels elements de la matriu és N/(mV/V) a les files 1 a 3 de la matriu.
La unitat dels elements de la matriu és Nm/(mV/V) a les files 4 a 6 de la matriu.
La matriu de calibratge depèn de les propietats del sensor i de la mesura ampmés viu.
S'aplica a la mesura BX8 amplifier i per a tots ampLificadors, que indiquen senyals de sortida del pont en mV/V.
Els elements de la matriu es poden reescalar en altres unitats per un factor comú mitjançant la multiplicació (utilitzant un "producte escalar").
La matriu de calibratge calcula els moments al voltant de l'origen del sistema de coordenades subjacent.
L'origen del sistema de coordenades es troba en el punt on l'eix z es talla amb la superfície enfrontada del sensor. 1) L'origen i les orientacions dels eixos es mostren mitjançant un gravat a la superfície frontal del sensor.

1) La posició de l'origen pot variar amb diferents tipus de sensors 6AXX. L'origen està documentat al full de calibratge. Per exemple, l'origen de 6A68 es troba al centre del sensor.

Exampfitxer d'una matriu de calibratge (6AXX, 6ADF)

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

La força en la direcció x es calcula multiplicant i sumant els elements de la matriu de la primera fila a1j amb les files del vector dels senyals de sortida 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

Per example: als 6 canals de mesura es mostra u1 = u2 = u3 = u4 = u5 =u6 = 1.00 mV/V. Aleshores hi ha una força Fx de -13.7 N. La força en la direcció z es calcula en conseqüència multiplicant i sumant la tercera fila de la matriu a3j amb el vector del vol indicat.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 per a sensors 6AXX / 6ADF

Quan s'utilitza el procediment de calibratge "Matrix Plus", es calculen dos productes creuats: matriu A x U + matriu B x U *

Valors mesurats: senyals de sortida u1, u2, … u6 als canals 1 a 6	senyals de sortida U
Els valors mesurats són senyals de sortida com a productes mixts: u1u2, u1u3, u1u4, u1u5, u1u6, u2u3 dels canals 1 a 6	senyals de sortida U*
Valor calculat: Forces Fx, Fy, Fz;Moments Mx, My, Mz	Vector de càrrega L.
Regla de càlcul: producte creuat	L = A x U + B x U*

Exampfitxer d'una matriu de calibratge "B"

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

La força en la direcció x es calcula multiplicant i sumant els elements de la matriu A de la primera fila a1j amb les files j del vector dels senyals de sortida uj més els elements de la matriu B de la primera fila a1j amb les files j del vector de els senyals de sortida mixtquadratic:

Exampel de 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

Exampel de 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
Atenció: La composició dels termes quadràtics barrejats pot canviar segons el sensor.

Desplaçament de l'origen

Les forces que no s'apliquen a l'origen del sistema de coordenades es mostren mitjançant un indicador en forma de moments Mx, My i Mz basats en el braç de palanca.

En termes generals, les forces s'apliquen a una distància z de la superfície enfrontada del sensor. La ubicació de la transmissió de força també es pot desplaçar en les direccions x i z segons sigui necessari.

Si les forces s'apliquen a la distància x, y o z des de l'origen del sistema de coordenades i s'han de mostrar els moments al voltant de la ubicació de transmissió de la força de compensació, cal fer les correccions següents:

Moments corregits Mx1, My1, Mz1 després d'un desplaçament en la transmissió de força (x, y, z) des de l'origen

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

Nota: El sensor també està exposat als moments Mx, My i Mz, amb els moments Mx1, My1 i Mz1 mostrats. No s'han de superar els moments admissibles Mx, My i Mz.

Escalat de la matriu de calibratge

En referir els elements de la matriu a la unitat mV/V, la matriu de calibratge es pot aplicar a tots els disponibles ampaixecadors.

La matriu de calibratge amb els elements de la matriu N/V i Nm/V s'aplica a la mesura BSC8 ampLifer amb una sensibilitat d'entrada de 2 mV/V i un senyal de sortida de 5V amb un senyal d'entrada de 2mV/V.

La multiplicació de tots els elements de la matriu per un factor de 2/5 escala la matriu de N/(mV/V) i Nm/(mV/V) per a una sortida de 5V a una sensibilitat d'entrada de 2 mV/V (BSC8).

En multiplicar tots els elements de la matriu per un factor de 3.5/10, la matriu s'escala de N/(mV/V) i Nm/(mV/V) per a un senyal de sortida de 10 V a una sensibilitat d'entrada de 3.5 mV/V (BX8). )

La unitat del factor és (mV/V)/V
La unitat dels elements del vector de càrrega (u1, u2, u3, u4, u5, u6) són voltagés en V

Exampel de Fx

Sortida analògica amb BX8, sensibilitat d'entrada 3.5 mV/V, senyal de sortida 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)

Matrix 6×12 per a sensors 6AXX

Amb els sensors 6A150, 6A175, 6A225, 6A300 és possible utilitzar una matriu 6×12 en comptes d'una matriu 6x6 per a la compensació d'errors.

La matriu 6 × 12 ofereix la màxima precisió i la diafonia més baixa, i es recomana per a sensors de força de 50 kN.

En aquest cas, els sensors tenen un total de 12 canals de mesura i dos connectors. Cada connector conté un sensor de força-parell elèctricament independent amb 6 senyals de sensor. Cadascun d'aquests connectors està connectat a la seva pròpia mesura. amplificador BX8.

En lloc d'utilitzar una matriu de 6×12, el sensor també es pot utilitzar exclusivament amb el connector A, o exclusivament amb el connector B, o amb els dos connectors per a la mesura redundant. En aquest cas, es subministra una matriu 6×6 per al connector A i per al connector B. La matriu 6×6 es subministra com a estàndard.

La sincronització de les dades mesurades es pot fer, per exemple, amb l'ajuda d'un cable de sincronització. Per ampLificadors amb interfície EtherCat és possible una sincronització a través de les línies BUS.

Les forces Fx, Fy, Fz i els moments Mx, My, Mz es calculen al programari BlueDAQ. Allà els 12 canals d'entrada u1...u12 es multipliquen per la matriu 6×12 A per obtenir 6 canals de sortida del vector de càrrega L.

Els canals del connector “A” s'assignen als canals 1…6 al programari BlueDAQ.. Els canals del connector “B” s'assignen als canals 7…12 al programari BlueDAQ.
Després de carregar i activar la matriu 6×12 al programari BlueDAQ, les forces i moments es mostren als canals 1 a 6.
Els canals 7…12 contenen les dades en brut del connector B i no són rellevants per a una avaluació posterior. Aquests canals (amb la designació "dummy7") a "dummy12") es poden amagar es poden amagar Quan s'utilitza la matriu 6×12, les forces i els moments es calculen exclusivament per programari, ja que es compon de dades de dues mesures separades. ampaixecadors.

Consell: Quan utilitzeu el programari BlueDAQ, la configuració i l'enllaç a la matriu 6×12 es poden fer mitjançant "Desa sessió". i es prem "Sessió oberta". de manera que la configuració del sensor i del canal només s'ha de realitzar una vegada.

Matriu de rigidesa

Exampel d'una matriu de rigidesa

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	phiy
0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	343,4 kNm	phiz

Quan es carrega amb 5 kN en la direcció x, un desplaçament de 5 / 93.8 mm = 0.053 mm en la direcció x i un gir de 5 kN / 3750 kN = 0.00133 rad dóna lloc a la direcció y.
Quan es carrega amb 15 kN en direcció z, un desplaçament de 15/387.9 mm = 0.039 mm en direcció z (i sense gir).
Quan Mx 500 Nm una torsió de 0,5kNm / 505,2kNm = 0.00099 rad dóna lloc a l'eix x, i un desplaçament de 0,5kNm / -3750 kN = -0,000133m = -0,133mm.
Quan es carrega amb Mz 500 Nm, es produeix un gir de 0,5 kNm / 343.4 kNm = 0.00146 rad al voltant de l'eix z (i sense desplaçament).

Matriu de calibració per a sensors 5AR

Els sensors del tipus 5ARpermeten mesurar la força Fz i els moments Mx i My.
Els sensors 5AR es poden utilitzar per mostrar 3 forces ortogonals Fx, Fy i Fz, quan els parells mesurats es divideixen pel braç de palanca z (distància d'aplicació de força Fx, Fy de l'origen del sistema de coordenades).

	cap 1	cap 2	cap 3	cap 4
Fz en N/mV/V	100,00	100,00	100,00	100,00
Mx en Nm/mV/V	0,00	-1,30	0,00	1,30
El meu en Nm/mV/V	1,30	0,00	-1,30	0,00
H	0,00	0,00	0,00	0,00

La força en la direcció z es calcula multiplicant i sumant els elements de la matriu de la primera fila A1J amb les línies del vector dels senyals de sortida uj

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

Example: als 6 canals de mesura es mostra u1 = u2 = u3 = u4 = 1.00 mV/V. Llavors aforceu els resultats de Fz de 400 N.

La matriu de calibratge A del sensor 5AR té les dimensions 4 x. 4
El vector u dels senyals de sortida de la mesura amplifier té les dimensions 4 x. 1 El vector resultat (Fz, Mx, My, H) té la dimensió de 4 x. 1 A les sortides de ch1, ch2 i ch3 després d'aplicar la matriu de calibratge, es mostren la força Fz i els moments Mx i My. Al canal 4, la sortida H es mostra constantment 0V per la quarta línia.

Posada en marxa del sensor

El programari BlueDAQ s'utilitza per mostrar les forces i moments mesurats. El programari BlueDAQ i els manuals relacionats es poden descarregar des de weblloc.

Pas	Descripció
1	Instal·lació del programari Blue DAQ
2	Connecteu la mesura amplifier BX8 mitjançant port USB; Connecteu el sensor 6AXX a la mesura amplificador. Enceneu la mesura ampmés viu.
3	Copieu el directori amb la matriu de calibratge (llapis USB subministrat) a la unitat i el camí adequats.
4	Inicieu el programari Blue DAQ
5	Finestra principal: Botó Afegeix canal; Seleccioneu el tipus de dispositiu: BX8 Seleccioneu la interfície: per example COM3Seleccioneu el canal 1 a 6 per obrir Button Connect
6	Finestra principal: Botó Sensor especial Seleccioneu el sensor de sis eixos
7	Finestra "Configuració del sensor de sis eixos: botó Afegeix sensor
8	a) Botó Canvia dir Seleccioneu el directori amb el files Número de sèrie.dat i número de sèrie. Matriu. b) Botó Seleccioneu Sensor i seleccioneu Número de sèrie c) Botó Reanomena automàticament els canals d) si és necessari. Seleccioneu el desplaçament del punt d'aplicació de la força. e) Botó OK Habilita aquest sensor
9C	Seleccioneu la finestra Recorder Yt”, inicieu la mesura;

Posada en marxa del sensor 6×12

En posar en marxa el sensor 6×12, els canals 1 a 6 de la mesura ampEl limitador al connector "A" s'ha d'assignar als components 1 a 6.

Canals 7…12 de la mesura ampEl limitador del connector "B" s'assignen als components del 7 al 12.

Quan utilitzeu el cable de sincronització, els connectors femella SUB-D de 25 pins (mascle) a la part posterior del ampLifier estan connectats al cable de sincronització.

El cable de sincronització connecta els ports núm. 16 de la mesura amplificadors A i B entre si.

Per amplifier Un port 16 està configurat com a sortida per a la funció com a mestre, per ampel lifier Bport 16 està configurat com a entrada per a la funció com a esclau.

La configuració es pot trobar a "Dispositiu" Configuració avançada" Dig-IO.

Suggeriment: La configuració de la freqüència de dades s'ha de fer tant al "Mestre" com a l'"Esclau". La freqüència de mesura del mestre mai ha de ser superior a la freqüència de mesura de l'esclau.