Manual de instrucciones del sensor multicomponente Interface 6AXX

El conjunto de sensores multicomponente 6AXX consta de seis sensores de fuerza independientes equipados con galgas extensométricas. Utilizando las seis señales de los sensores, se aplica una regla de cálculo para calcular las fuerzas dentro de tres ejes espaciales y los tres momentos alrededor de ellos. El rango de medición del sensor multicomponente se determina:

por los rangos de medición de los seis sensores de fuerza independientes, y
mediante la disposición geométrica de los seis sensores de fuerza o mediante el diámetro del sensor.

Las señales individuales de los seis sensores de fuerza no se pueden asociar directamente con una fuerza o momento específico multiplicándolas por un factor de escala.

La regla de cálculo se puede describir con precisión en términos matemáticos mediante el producto cruzado de la matriz de calibración con el vector de las seis señales del sensor.

Este enfoque funcional tiene las siguientes ventajastages:

Rigidez especialmente alta,

Separación especialmente eficaz de los seis componentes (“baja diafonía”).

Matriz de calibración

La matriz de calibración A describe la conexión entre las señales de salida indicadas. U de la medida amplificador en los canales 1 a 6 (u1, u2, u3, u4, u5, u6) y componentes 1 a 6 (Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz) del vector de carga L.

Valor medido: señales de salida u1, u2, …u6 en los canales 1 a 6	señal de salida U
Valor calculado: fuerzas Fx, Fy, Fz; momentos Mx, Mi, Mz	Vector de carga L
Regla de cálculo: producto cruzado	L = A x U

La matriz de calibración Aij incluye 36 elementos, dispuestos en 6 filas (i=1..6) y 6 columnas (j=1..6).
La unidad de los elementos de la matriz es N/(mV/V) en las filas 1 a 3 de la matriz.
La unidad de los elementos de la matriz es Nm/(mV/V) en las filas 4 a 6 de la matriz.
La matriz de calibración depende de las propiedades del sensor y de la medida. ampmás duradero.
Aplica para la medida BX8 amplificador y para todos ampLificadores, que indican señales de salida del puente en mV/V.
Los elementos de la matriz se pueden reescalar en otras unidades mediante un factor común mediante multiplicación (usando un "producto escalar").
La matriz de calibración calcula los momentos alrededor del origen del sistema de coordenadas subyacente.
El origen del sistema de coordenadas se encuentra en el punto donde el eje z se cruza con la superficie enfrentada del sensor. 1) El origen y las orientaciones de los ejes se muestran mediante un grabado en la superficie enfrentada del sensor.

1) La posición del origen puede variar con diferentes tipos de sensores 6AXX. El origen está documentado en la hoja de calibración. Por ejemplo, el origen de 6A68 está en el centro del sensor.

ExampArchivo de una matriz de calibración (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
Mi 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 fuerza en la dirección x se calcula multiplicando y sumando los elementos de la matriz de la primera fila a1j con las filas del vector de las señales de salida 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

Por ejemploampEjemplo: en los 6 canales de medición se muestra u1 = u2 = u3 = u4 = u5 =u6 = 1.00 mV/V. Entonces hay una fuerza Fx de -13.7 N. La fuerza en la dirección z se calcula en consecuencia multiplicando y sumando la tercera fila de la matriz a3j con el vector del vol indicado.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 para sensores 6AXX / 6ADF

Cuando se utiliza el procedimiento de calibración “Matrix Plus”, se calculan dos productos cruzados: matriz A x U + matriz B x U *

Valores medidos: señales de salida u1, u2, … u6 en los canales 1 a 6	señales de salida U
Los valores medidos son señales de salida como productos mixtos: u1u2, u1u3, u1u4, u1u5, u1u6, u2u3 de los canales 1 a 6.	señales de salida U*
Valor calculado: Fuerzas Fx, Fy, Fz; Momentos Mx, My, Mz	vector de carga L.
Regla de cálculo: producto cruzado	L = A x U + B xU*

Examparchivo de una matriz de calibración “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
Mi 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 fuerza en la dirección x se calcula multiplicando y sumando los elementos de la matriz A de la primera fila a1j con las filas j del vector de las señales de salida uj más los elementos de la matriz B de la primera fila a1j con las filas j del vector de las señales de salida cuadráticas mixtas:

Examparchivo 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

Example 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
Atención: La composición de los términos cuadráticos mixtos puede cambiar según el sensor.

Desplazamiento del origen

Las fuerzas que no se aplican en el origen del sistema de coordenadas se muestran mediante un indicador en forma de momentos Mx, My y Mz basados en el brazo de palanca.

En general, las fuerzas se aplican a una distancia z de la superficie enfrentada del sensor. La ubicación de la transmisión de fuerza también se puede cambiar en las direcciones x y z según sea necesario.

Si las fuerzas se aplican a una distancia x, y o z desde el origen del sistema de coordenadas, y es necesario mostrar los momentos alrededor de la ubicación de transmisión de fuerza desplazada, se requieren las siguientes correcciones:

Momentos corregidos Mx1, My1, Mz1 tras un desplazamiento en la transmisión de fuerza (x, y, z) desde el origen.

Mx1 = Mx + y*Fz – z*Fy
Mi1 = Mi + z*Fx – x*Fz
Mz1 = Mz + x*Fy – y*Fx

Nota: El sensor también está expuesto a los momentos Mx, My y Mz, mostrándose los momentos Mx1, My1 y Mz1. No se deben sobrepasar los momentos permitidos Mx, My y Mz.

Escalado de la matriz de calibración.

Al referir los elementos de la matriz a la unidad mV/V, la matriz de calibración se puede aplicar a todos los disponibles. ampsalvavidas.

La matriz de calibración con los elementos de matriz N/V y Nm/V se aplica al instrumento de medición BSC8. ampLificador con una sensibilidad de entrada de 2 mV/V y una señal de salida de 5V con una señal de entrada de 2mV/V.

La multiplicación de todos los elementos de la matriz por un factor de 2/5 escala la matriz de N/(mV/V) y Nm/(mV/V) para una salida de 5 V con una sensibilidad de entrada de 2 mV/V (BSC8).

Al multiplicar todos los elementos de la matriz por un factor de 3.5/10, la matriz se escala de N/(mV/V) y Nm/(mV/V) para una señal de salida de 10 V con una sensibilidad de entrada de 3.5 mV/V (BX8 )

La unidad del factor es (mV/V)/V
La unidad de los elementos del vector de carga (u1, u2, u3, u4, u5, u6) es vol.tages en V

Examparchivo de Fx

Salida analógica con BX8, sensibilidad de entrada 3.5 mV/V, señal de salida 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)

Matriz 6×12 para sensores 6AXX

Con los sensores 6A150, 6A175, 6A225, 6A300 es posible utilizar una matriz de 6×12 en lugar de una matriz de 6x6 para la compensación de errores.

La matriz de 6×12 ofrece la mayor precisión y la menor diafonía, y se recomienda para sensores a partir de 50 kN de fuerza.

Los sensores disponen en este caso de un total de 12 canales de medición y dos conectores. Cada conector contiene un sensor de fuerza-par eléctricamente independiente con 6 señales de sensor. Cada uno de estos conectores está conectado a su propio medidor. amplificador BX8.

En lugar de utilizar una matriz de 6×12, el sensor también se puede utilizar exclusivamente con el conector A, o exclusivamente con el conector B, o con ambos conectores para mediciones redundantes. En este caso se suministra una matriz de 6×6 para el conector A y para el conector B. La matriz de 6×6 se suministra de serie.

La sincronización de los datos medidos puede realizarse, por ejemplo, con ayuda de un cable de sincronización. Para ampEn los transformadores con interfaz EtherCat es posible la sincronización a través de las líneas BUS.

Las fuerzas Fx, Fy, Fz y los momentos Mx, My, Mz se calculan en el software BlueDAQ. Allí, los 12 canales de entrada u1…u12 se multiplican por la matriz A de 6 × 12 para obtener 6 canales de salida del vector de carga L.

Los canales del conector “A” están asignados a los canales 1…6 en el software BlueDAQ. Los canales del conector “B” están asignados a los canales 7…12 en el software BlueDAQ.
Después de cargar y activar la matriz 6×12 en el software BlueDAQ, las fuerzas y momentos se muestran en los canales 1 a 6.
Los canales 7…12 contienen los datos brutos del conector B y no son relevantes para una evaluación posterior. Estos canales (con la designación “dummy7”) a “dummy12”) se pueden ocultar. Cuando se utiliza la matriz 6×12, las fuerzas y momentos se calculan exclusivamente mediante software, ya que se compone de datos de dos mediciones separadas. ampsalvavidas.

Consejo: Cuando se utiliza el software BlueDAQ, la configuración y el enlace a la matriz 6×12 se pueden realizar mediante “Guardar sesión”. y se presiona “Abrir Sesión”. de modo que la configuración de sensores y canales sólo debe realizarse una vez.

Matriz de rigidez

Examparchivo de una matriz de rigidez

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	-3750kN	0,0	0,0	Uy
0,0	0,0	387,9 kN/mm	0,0	0,0	0,0	Uz
0,0	-3750kN	0,0	505,2 kNm	0,0	0,0	phix
3750 kN	0,0	0,0	0,0	505,2 kNm	0,0	fiy
0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	343,4 kNm	cara

Cuando se carga con 5 kN en la dirección x, se produce un desplazamiento de 5/93.8 mm = 0.053 mm en la dirección x y una torsión de 5 kN/3750 kN = 0.00133 rad en la dirección y.
Cuando se carga con 15 kN en la dirección z, un desplazamiento de 15/387.9 mm = 0.039 mm en la dirección z (y sin torsión).
Cuando Mx 500 Nm se produce una torsión de 0,5 kNm / 505,2 kNm = 0.00099 rad en el eje x, y un desplazamiento de 0,5 kNm / -3750 kN = -0,000133 m = -0,133 mm.
Cuando se carga con Mz 500 Nm, se produce una torsión de 0,5 kNm / 343.4 kNm = 0.00146 rad alrededor del eje z (y sin desplazamiento).

Matriz de calibración para sensores 5AR

Los sensores del tipo 5AR permiten medir la fuerza Fz y los momentos Mx y My.
Los sensores 5AR se pueden utilizar para visualizar 3 fuerzas ortogonales Fx, Fy y Fz, cuando los pares medidos se dividen por el brazo de palanca z (distancia de aplicación de fuerza Fx, Fy del origen del sistema de coordenadas).

	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
Mi en Nm/mV/V	1,30	0,00	-1,30	0,00
H	0,00	0,00	0,00	0,00

La fuerza en la dirección z se calcula multiplicando y sumando los elementos de la matriz de la primera fila A1J con las líneas del vector de las señales de salida uj.

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

ExampEjemplo: en los 6 canales de medición se muestra u1 = u2 = u3 = u4 = 1.00 mV/V. Luego aplicar Fz resultados de 400 N.

La matriz de calibración A del sensor 5AR tiene las dimensiones 4 x. 4
El vector u de las señales de salida del instrumento de medición. ampEl lificador tiene las dimensiones 4 x. 1 El vector resultado (Fz, Mx, My, H) tiene la dimensión de 4 x. 1 En las salidas de ch1, ch2 y ch3 después de aplicar la matriz de calibración, se muestran la fuerza Fz y los momentos Mx y My. En la salida del Canal 4, H se muestra constantemente 0V en la cuarta línea.

Puesta en servicio del sensor

El software BlueDAQ se utiliza para mostrar las fuerzas y momentos medidos. El software BlueDAQ y los manuales relacionados se pueden descargar desde websitio.

Paso	Descripción
1	Instalación del software Blue DAQ
2	Conecte la medición amplificador BX8 mediante puerto USB; Conecte el sensor 6AXX al dispositivo de medición. amplificador. Encienda la medición ampmás duradero.
3	Copie el directorio con la matriz de calibración (memoria USB suministrada) a la unidad y ruta adecuadas.
4	Inicie el software DAQ azul
5	Ventana principal: Botón Agregar Canal; Seleccione el tipo de dispositivo: BX8 Seleccionar interfaz: por ej.ample COM3Seleccione el canal 1 a 6 para abrir Botón Conectar
6	Ventana principal: Botón Sensor especial Seleccionar sensor de seis ejes
7	Ventana “Configuración del sensor de seis ejes: Botón Agregar sensor
8	a) Botón Cambiar Dir. Seleccione el directorio con el files Número de serie.dat y Número de serie. Matriz. b) Botón Seleccione Sensor y seleccione Número de serie c) Botón Cambiar nombre automáticamente de canales d) si es necesario. Seleccione el desplazamiento del punto de aplicación de la fuerza. e) Botón OK Habilitar este sensor
9C	Seleccione la ventana Recorder Yt”, inicie la medición;

Puesta en marcha del sensor 6×12

Al poner en marcha el sensor 6×12, los canales 1 a 6 del medidor ampEl conector “A” debe asignarse a los componentes 1 a 6.

Canales 7…12 del medidor. ampEl filtro en el conector “B” está asignado a los componentes 7 a 12.

Cuando se utiliza el cable de sincronización, los conectores hembra SUB-D de 25 pines (macho) en la parte posterior del amplificador están conectados al cable de sincronización.

El cable de sincronización conecta los puertos no. 16 de la medición amplificadores A y B entre sí.

Para ampEl puerto 16 del lificador A está configurado como salida para la función como maestro, por ampEl lificador Bport 16 está configurado como entrada para la función como esclavo.

La configuración se puede encontrar en “Dispositivo” Configuración avanzada” Dig-IO.

Consejo: La configuración de la frecuencia de datos debe realizarse tanto en el “Maestro” como en el “Esclavo”. La frecuencia de medición del maestro nunca debe ser mayor que la frecuencia de medición del esclavo.