Manuel d'instructions du capteur multicomposant Interface 6AXX

L'ensemble de capteurs multicomposants 6AXX comprend six capteurs de force indépendants équipés de jauges de contrainte. A l'aide des six signaux de capteur, une règle de calcul est appliquée pour calculer les forces dans trois axes spatiaux et les trois moments autour d'eux. La plage de mesure du capteur multicomposant est déterminée :

par les plages de mesure des six capteurs de force indépendants, et
par la disposition géométrique des six capteurs de force ou par le diamètre du capteur.

Les signaux individuels des six capteurs de force ne peuvent pas être directement associés à une force ou à un moment spécifique en les multipliant par un facteur d'échelle.

La règle de calcul peut être décrite avec précision en termes mathématiques par le produit croisé de la matrice d'étalonnage avec le vecteur des six signaux de capteur.

Cette approche fonctionnelle présente les avantages suivantstagen:

Rigidité particulièrement élevée,

Séparation particulièrement efficace des six composants (« low cross-talk »).

Matrice d'étalonnage

La matrice d'étalonnage A décrit la connexion entre les signaux de sortie indiqués U de la mesure amplificateur sur les voies 1 à 6 (u1, u2, u3, u4, u5, u6) et les composantes 1 à 6 (Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz) du vecteur charge L.

Valeur mesurée : signaux de sortie u1, u2, …u6 sur les voies 1 à 6	signal de sortie U
Valeur calculée : forces Fx, Fy, Fz ; instants Mx, My, Mz	Vecteur de charge L
Règle de calcul : Produit croisé	L = A x U

La matrice de calibration Aij comprend 36 éléments, disposés en 6 lignes (i=1..6) et 6 colonnes (j=1..6).
L'unité des éléments de la matrice est N/(mV/V) dans les lignes 1 à 3 de la matrice.
L'unité des éléments de la matrice est Nm/(mV/V) dans les lignes 4 à 6 de la matrice.
La matrice d'étalonnage dépend des propriétés du capteur et de celle de la mesure amplifier.
Il s'applique à la mesure BX8 amplifier et pour tous amplificateurs, qui indiquent les signaux de sortie du pont en mV/V.
Les éléments de la matrice peuvent être remis à l'échelle dans d'autres unités par un facteur commun via la multiplication (à l'aide d'un « produit scalaire »).
La matrice d'étalonnage calcule les moments autour de l'origine du système de coordonnées sous-jacent.
L'origine du système de coordonnées est située au point d'intersection de l'axe z avec la surface de face du capteur. 1) L'origine et les orientations des axes sont matérialisées par une gravure sur la face en regard du capteur.

1) La position de l'origine peut varier selon les différents types de capteurs 6AXX. L'origine est documentée dans la feuille d'étalonnage. EG l'origine de 6A68 est au centre du capteur.

Exampfichier d'une matrice de calibration (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
Ma 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 force dans la direction x est calculée en multipliant et en additionnant les éléments de matrice de la première ligne a1j avec les lignes du vecteur des signaux de sortie uj.
Effet =
-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

Par exempleample : sur les 6 voies de mesure est affiché u1 = u2 = u3 = u4 = u5 =u6 = 1.00mV/V. Ensuite, il y a une force Fx de -13.7 N. La force dans la direction z est calculée en conséquence en multipliant et en additionnant la troisième rangée de la matrice a3j avec le vecteur du vol indiquétagc'est 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.

Matrice Plus pour capteurs 6AXX / 6ADF

Lors de l'utilisation de la procédure d'étalonnage « Matrix Plus », deux produits vectoriels sont calculés : matrice A x U + matrice B x U *

Valeurs mesurées : signaux de sortie u1, u2, … u6 sur les voies 1 à 6	signaux de sortie U
Les valeurs mesurées sont des signaux de sortie sous forme de produits mixtes : u1u2, u1u3, u1u4, u1u5, u1u6, u2u3 des voies 1 à 6	signaux de sortie U*
Valeur calculée : Forces Fx, Fy, Fz ; Moments Mx, My, Mz	Vecteur de charge L.
Règle de calcul : Produit croisé	L = A x U + B xU*

Example d'une matrice d'étalonnage "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
Ma 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 force dans la direction x est calculée en multipliant et en additionnant les éléments de matrice A de la première ligne a1j avec les lignes j du vecteur des signaux de sortie uj plus les éléments de matrice B de la première ligne a1j avec les lignes j du vecteur de les signaux de sortie quadratiques mixtes :

Example de Fx

Effet =
-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
Attention: La composition des termes quadratiques mixtes peut changer en fonction du capteur.

Décalage de l'origine

Les forces qui ne sont pas appliquées à l'origine du repère sont représentées par un indicateur sous forme de moments Mx, My et Mz basés sur le bras de levier.

D'une manière générale, les efforts sont appliqués à une distance z de la surface en regard du capteur. L'emplacement de la transmission de force peut également être décalé dans les directions x et z selon les besoins.

Si les forces sont appliquées à une distance x, y ou z de l'origine du système de coordonnées et que les moments autour de l'emplacement de transmission de la force de décalage doivent être affichés, les corrections suivantes sont nécessaires :

Moments corrigés Mx1, My1, Mz1 suite à un décalage de transmission d'effort (x, y, z) depuis l'origine

Mx1 = Mx + y*Fz – z*Fy
Mon1 = Mon + z*Fx – x*Fz
Mz1 = Mz + x*Fy – y*Fx

Note: Le capteur est également exposé aux instants Mx, My et Mz, les instants Mx1, My1 et Mz1 étant affichés. Les moments admissibles Mx, My et Mz ne doivent pas être dépassés.

Mise à l'échelle de la matrice d'étalonnage

En référant les éléments de la matrice à l'unité mV/V, la matrice d'étalonnage peut être appliquée à tous les amplificateurs.

La matrice d'étalonnage avec les éléments de matrice N/V et Nm/V s'applique au BSC8 mesurant amplificateur avec une sensibilité d'entrée de 2 mV/V et un signal de sortie de 5V avec un signal d'entrée de 2mV/V.

La multiplication de tous les éléments de la matrice par un facteur de 2/5 met à l'échelle la matrice de N/(mV/V) et Nm/(mV/V) pour une sortie de 5 V à une sensibilité d'entrée de 2 mV/V (BSC8).

En multipliant tous les éléments de la matrice par un facteur de 3.5/10, la matrice est mise à l'échelle de N/(mV/V) et Nm/(mV/V) pour un signal de sortie de 10 V à une sensibilité d'entrée de 3.5 mV/V (BX8 )

L'unité du facteur est (mV/V)/V
L'unité des éléments du vecteur de charge (u1, u2, u3, u4, u5, u6) sont voltages en V

Example de Fx

Sortie analogique avec BX8, sensibilité d'entrée 3.5 mV/V, signal de sortie 10V :
Effet =
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)

Matrice 6×12 pour capteurs 6AXX

Avec les capteurs 6A150, 6A175, 6A225, 6A300, il est possible d'utiliser une matrice 6x12 au lieu d'une matrice 6x6 pour la compensation d'erreur.

La matrice 6 × 12 offre la plus grande précision et la plus faible diaphonie, et est recommandée pour les capteurs à partir de 50 kN de force.

Dans ce cas, les capteurs disposent au total de 12 canaux de mesure et de deux connecteurs. Chaque connecteur contient un capteur force-couple électriquement indépendant avec 6 signaux de capteur. Chacun de ces connecteurs est connecté à sa propre mesure amplificateur BX8.

Au lieu d'utiliser une matrice 6x12, le capteur peut également être utilisé exclusivement avec le connecteur A, ou exclusivement avec le connecteur B, ou avec les deux connecteurs pour une mesure redondante. Dans ce cas, une matrice 6×6 est fournie pour le connecteur A et pour le connecteur B. La matrice 6×6 est fournie en standard.

La synchronisation des données mesurées peut se faire par exemple à l'aide d'un câble de synchronisation. Pour ampPour les lificateurs avec interface EtherCat, une synchronisation via les lignes BUS est possible.

Les forces Fx, Fy, Fz et les moments Mx, My, Mz sont calculés dans le logiciel BlueDAQ. Là, les 12 canaux d'entrée u1…u12 sont multipliés par la matrice 6×12 A pour obtenir 6 canaux de sortie du vecteur de charge L.

Les voies du connecteur « A » sont affectées aux voies 1…6 dans le logiciel BlueDAQ. Les voies du connecteur « B » sont affectées aux voies 7…12 dans le logiciel BlueDAQ.
Après chargement et activation de la matrice 6×12 dans le logiciel BlueDAQ, les forces et moments sont affichés sur les voies 1 à 6.
Les canaux 7…12 contiennent les données brutes du connecteur B et ne sont pas pertinents pour une évaluation ultérieure. Ces canaux (avec la désignation "dummy7") à "dummy12") peuvent être masqués peuvent être masqués Lors de l'utilisation de la matrice 6×12, les forces et les moments sont calculés exclusivement par logiciel, car il est composé de données provenant de deux mesures distinctes. amplificateurs.

Conseil: Lors de l'utilisation du logiciel BlueDAQ, la configuration et la liaison à la matrice 6×12 peuvent être effectuées par « Enregistrer la session ». et "Open Session" est pressé. de sorte que la configuration du capteur et du canal ne doit être effectuée qu'une seule fois.

Matrice de rigidité

Example d'une matrice de rigidité

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 XNUMX kNm	0,0	0,0	phix
3750 kN	0,0	0,0	0,0	505,2 XNUMX kNm	0,0	phiy
0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	343,4 XNUMX kNm	binette

Lorsqu'il est chargé avec 5kN dans la direction x, un décalage de 5 / 93.8 mm = 0.053 mm dans la direction x et une torsion de 5 kN / 3750 kN = 0.00133 rad se traduit dans la direction y.
Lorsqu'il est chargé avec 15 kN dans la direction z, un décalage de 15/387.9 mm = 0.039 mm dans la direction z (et pas de torsion).
Lorsque Mx 500 Nm, une torsion de 0,5kNm / 505,2kNm = 0.00099 rad se traduit par l'axe des x, et un décalage de 0,5kNm / -3750 kN = -0,000133m = -0,133mm.
Lorsqu'il est chargé avec Mz 500Nm, il en résulte une torsion de 0,5kNm / 343.4 kNm = 0.00146 rad autour de l'axe z (et aucun décalage).

Matrice d'étalonnage pour les capteurs 5AR

Les capteurs de type 5AR permettent la mesure de la force Fz et des moments Mx et My.
Les capteurs 5AR peuvent être utilisés pour afficher 3 forces orthogonales Fx, Fy et Fz, lorsque les couples mesurés sont divisés par le bras de levier z (distance d'application de la force Fx, Fy de l'origine du repère).

	ch1	ch2	ch3	ch4
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
Ma en Nm / mV/V	1,30	0,00	-1,30	0,00
H	0,00	0,00	0,00	0,00

La force dans la direction z est calculée en multipliant et en additionnant les éléments matriciels de la première rangée A1J avec les lignes du vecteur des signaux de sortie uj

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

Example : sur les 6 voies de mesure est affiché u1 = u2 = u3 = u4 = 1.00 mV/V. Puis une force Fz donne des résultats de 400 N.

La matrice d'étalonnage A du capteur 5AR a les dimensions 4 x. 4
Le vecteur u des signaux de sortie de la mesure amplificateur a les dimensions 4 x. 1 Le vecteur résultat (Fz, Mx, My, H) a pour dimension 4 x. 1 Aux sorties de ch1, ch2 et ch3 après application de la matrice d'étalonnage, la force Fz et les moments Mx et My sont affichés. Sur la sortie du canal 4 H est constamment affiché 0V par la quatrième ligne.

Mise en service du capteur

Le logiciel BlueDAQ est utilisé pour afficher les forces et les moments mesurés. Le logiciel BlueDAQ et les manuels associés peuvent être téléchargés à partir du website.

Étape	Description
1	Installation du logiciel Blue DAQ
2	Connectez la mesure amplifier BX8 via port USB ; Connecter le capteur 6AXX à la prise de mesure amplifier. Allumer la mesure amplifier.
3	Copiez le répertoire avec la matrice d'étalonnage (clé USB fournie) sur le lecteur et le chemin appropriés.
4	Démarrer le logiciel Blue DAQ
5	Fenêtre principale : bouton Ajouter un canal ; Sélectionnez le type d'appareil : BX8 Sélectionnez l'interface : par exempleample COM3Sélectionnez les canaux 1 à 6 pour ouvrir Button Connect
6	Fenêtre principale : Bouton Capteur spécial Sélectionner un capteur à six axes
7	Fenêtre "Paramètres du capteur à six axes : bouton Ajouter un capteur
8	a) Bouton Changer Dir Sélectionnez le répertoire avec le files Numéro de série.dat et Numéro de série. Matrice. b) Bouton Sélectionnez Capteur et sélectionnez Numéro de série c) Bouton Renommer automatiquement les chaînes d) si nécessaire. Sélectionnez le déplacement du point d'application de la force. e) Bouton OK Activer ce capteur
9C	Sélectionnez la fenêtre Recorder Yt », démarrez la mesure ;

Mise en service du capteur 6×12

A la mise en service du capteur 6×12, les voies 1 à 6 de la mesure amplificateur au connecteur « A » doit être affecté aux composants 1 à 6.

Canaux 7…12 de la mesure amplificateur au connecteur "B" sont affectés aux composants 7à 12.

Lors de l'utilisation du câble de synchronisation, les connecteurs femelles SUB-D 25 points (mâle) à l'arrière du amplificateur sont connectés au câble de synchronisation.

Le câble de synchronisation relie les ports no. 16 de la mesure amplificateurs A et B les uns avec les autres.

Pour amplificateur Un port 16 est configuré comme sortie pour la fonction de maître, par amplificateur Bport 16 est configuré comme entrée pour la fonction comme esclave.

Les paramètres peuvent être trouvés sous "Device" Advanced Setting" Dig-IO.

Conseil : La configuration de la fréquence des données doit être effectuée aussi bien sur le « Maître » que sur l'« Esclave ». La fréquence de mesure du maître ne doit jamais être supérieure à la fréquence de mesure de l'esclave.