Interface 6AXX Multicomponent Sensor Instruction Manual

De set fan 6AXX Multicomponent Sensors omfettet seis ûnôfhinklike krêftsensors útrist mei strain gauges. Mei de seis sensorsinjalen wurdt in berekkeningsregel tapast om de krêften binnen trije romtlike assen en de trije mominten om har te berekkenjen. It mjittingsberik fan 'e multikomponentsensor wurdt bepaald:

troch de mjitting berik fan de seis ûnôfhinklike krêft sensoren, en
troch de geometryske opstelling fan de seis krêftsensors of fia de diameter fan de sensor.

De yndividuele sinjalen fan 'e seis krêftsensors kinne net direkt ferbûn wurde mei in spesifike krêft of momint troch te fermannichfâldigjen mei in skaalfaktor.

De berekkeningsregel kin yn wiskundige termen krekt beskreaun wurde troch it krúsprodukt fan 'e kalibraasjematriks mei de fektor fan 'e seis sensorsinjalen.

Dizze funksjonele oanpak hat de folgjende advantages:

Benammen hege rigidity,

Benammen effektive skieding fan de seis komponinten ("lege cross-talk").

Kalibraasje matrix

De kalibraasjematrix A beskriuwt de ferbining tusken de oantsjutte útfiersinjalen U fan de mjitting amplifier op kanalen 1 oant 6 (u1, u2, u3, u4, u5, u6) en komponinten 1 oant 6 (Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz) fan de ladingsvektor L.

Gemeten wearde: útfiersinjalen u1, u2, ...u6 op kanalen 1 oant 6	útgongssignal U
Berekkene wearde: krêften Fx, Fy, Fz; mominten Mx, Myn, Mz	Loadvektor L
Berekkening regel: Cross produkt	L = A x U

De kalibraasjematrix Aij befettet 36 eleminten, ynrjochte yn 6 rigen (i=1..6) en 6 kolommen (j=1..6).
De ienheid fan de matrikseleminten is N/(mV/V) yn rigen 1 oant 3 fan de matrix.
De ienheid fan de matrikseleminten is Nm/(mV/V) yn rigen 4 oant 6 fan de matrix.
De kalibraasjematrix hinget ôf fan 'e eigenskippen fan 'e sensor en dy fan 'e mjitting amplibbener.
It jildt foar de BX8-mjitting amplifier en foar alle amplifters, dy't oanjaan brêge útfier sinjalen yn mV / V.
De matrix-eleminten kinne wurde opnij skalearre yn oare ienheden troch in mienskiplike faktor fia fermannichfâldigjen (mei in "skalêr produkt").
De kalibraasjematrix berekkent de mominten om 'e oarsprong fan it ûnderlizzende koördinatesysteem.
De oarsprong fan it koördinatesysteem leit op it punt dêr't de z-as krúst mei it tsjinoerstelde oerflak fan 'e sensor. 1) De oarsprong en oriïntaasjes fan 'e assen wurde toand troch in gravuere op it tsjinoerstelde oerflak fan' e sensor.

1) De posysje fan 'e oarsprong kin ferskille mei ferskate 6AXX sensortypen. De oarsprong is dokumintearre yn it kalibraasjeblêd. EG de oarsprong fan 6A68 is yn it sintrum fan 'e sensor.

Example fan in kalibraasjematrix (6AXX, 6ADF)

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

De krêft yn 'e x-rjochting wurdt berekkene troch de matrikseleminten fan 'e earste rige a1j te fermannichfâldigjen en op te tellen mei de rigen fan 'e fektor fan 'e útfiersinjalen 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

Bygelyksample: op alle 6 mjitkanalen is u1 = u2 = u3 = u4 = u5 = u6 = 1.00mV / V werjûn. Dan is der in krêft Fx fan -13.7 N. De krêft yn 'e z-rjochting wurdt dêrmei berekkene troch de tredde rige fan 'e matriks a3j te fermannichfâldigjen en op te tellen mei de fektor fan 'e oanjûne vol.tagen 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 foar 6AXX / 6ADF sensors

By it brûken fan de kalibraasjeproseduere "Matrix Plus" wurde twa krúsprodukten berekkene: matrix A x U + matrix B x U *

Gemeten wearden: útfiersinjalen u1, u2, ... u6 by kanalen 1 oant 6	útfier sinjalen U
Metten wearden binne útfiersinjalen as mingde produkten: u1u2, u1u3, u1u4, u1u5, u1u6, u2u3 fan kanalen 1 oant 6	útfier sinjalen U*
Berekkene wearde: Forces Fx, Fy, Fz; Moments Mx, My, Mz	Load vector L.
Berekkening regel: Cross produkt	L = A x U + B x U*

Example fan in kalibraasjematrix "B"

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

De krêft yn 'e x-rjochting wurdt berekkene troch de matrikseleminten A fan 'e earste rige a1j te fermannichfâldigjen en op te tellen mei de rigen j fan 'e fektor fan' e útfiersinjalen uj plus matrikseleminten B fan 'e earste rige a1j mei de rigen j fan 'e fektor fan de mingdekwadratyske útfiersignalen:

Example 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 fan 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
Oandacht: De gearstalling fan de mingde kwadratyske termen kin feroarje ôfhinklik fan de sensor.

Offset fan 'e oarsprong

Krêften dy't net tapast wurde yn 'e oarsprong fan it koördinatesysteem wurde werjûn troch in yndikator yn' e foarm fan Mx, My en Mz mominten basearre op 'e leverarm.

Yn 't algemien wurde de krêften tapast op in ôfstân z fan it tsjinoerstelde oerflak fan' e sensor. De lokaasje fan 'e krêftoerdracht kin ek wurde ferskood yn x- en z-rjochtings as nedich.

As de krêften wurde tapast op ôfstân x, y of z fan 'e oarsprong fan it koördinatesysteem, en de mominten om' e offset krêftoerdrachtlokaasje moatte wurde werjûn, binne de folgjende korreksjes fereaske:

Korrigearre mominten Mx1, My1, Mz1 nei in ferskowing yn krêfttransmission (x, y, z) fan 'e oarsprong

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

Noat: De sensor wurdt ek bleatsteld oan de mominten Mx, My en Mz, mei mominten Mx1, My1 en Mz1 werjûn. De tastiene mominten Mx, My en Mz meie net oerschreden wurde.

Skaalfergrutting fan de kalibraasje matrix

Troch de matrix-eleminten te ferwizen nei de ienheid mV / V, kin de kalibraasjematrix tapast wurde op alle beskikbere amplifters.

De kalibraasjematrix mei de N/V- en Nm/V-matrix-eleminten jildt foar de BSC8-mjitten amplifier mei in ynfier gefoelichheid fan 2 mV / V en in útfier sinjaal fan 5V mei in 2mV / V input sinjaal.

Fermannichfâldigje fan alle matrix eleminten mei in faktor fan 2/5 skaal de matrix út N / (mV / V) en Nm / (mV / V) foar in útfier fan 5V by in ynfier gefoelichheid fan 2 mV / V (BSC8).

Troch alle matrix-eleminten te fermannichfâldigjen mei in faktor fan 3.5/10, wurdt de Matrix skalearre fan N/(mV/V) en Nm/(mV/V) foar in útfiersinjaal fan 10V by in ynfiersensitiviteit fan 3.5 mV/V (BX8) )

De ienheid fan 'e faktor is (mV/V)/V
De ienheid fan de eleminten fan de load vector (u1, u2, u3, u4, u5, u6) binne voltagyn v

Example fx

Analoge útfier mei BX8, ynfier gefoelichheid 3.5 mV / V, útfier sinjaal 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 foar 6AXX sensoren

Mei de sensoren 6A150, 6A175, 6A225, 6A300 is it mooglik om in 6 × 12 matrix te brûken ynstee fan a6x6 matrix foar flaterkompensaasje.

De 6 × 12 matrix biedt de heechste krektens en de leechste crosstalk, en wurdt oanrikkemandearre foar sensoren fan 50kN krêft.

Yn dit gefal, de sensoren hawwe in totaal fan 12 mjitkanalen en twa Anschlüsse. Elke connector befettet in elektrysk ûnôfhinklike krêft-koppelsensor mei 6 sensorsinjalen. Elk fan dizze connectors is ferbûn mei syn eigen mjitting ampliifer BX8.

Yn stee fan in 6 × 12-matrix te brûken, kin de sensor ek allinich brûkt wurde mei connector A, of eksklusyf mei connector B, of mei beide connectors foar oerstallige mjitting. Yn dit gefal wurdt in 6 × 6-matriks levere foar ferbining A en foar ferbining B. De 6 × 6-matrix wurdt as standert levere.

De syngronisaasje fan de mjitten gegevens kin bygelyks mei help fan in syngronisaasjekabel. Foar amplifiers mei EtherCat ynterface in syngronisaasje fia de BUS rigels is mooglik.

De krêften Fx, Fy, Fz en mominten Mx, My, Mz wurde berekkene yn de software BlueDAQ. Dêr wurde de 12 ynfierkanalen u1 ... u12 fermannichfâldige mei de 6 × 12 matrix A om 6 útfierkanalen fan 'e ladingsvektor L te krijen.

De kanalen fan ferbining "A" wurde tawiisd oan kanalen 1 ... 6 yn 'e BlueDAQ-software.. De kanalen fan ferbining "B" wurde tawiisd oan kanalen 7 ... 12 yn 'e BlueDAQ-software.
Nei it laden en aktivearjen fan de matrix 6 × 12 yn 'e BlueDAQ-software, wurde de krêften en mominten werjûn op kanalen 1 oant 6.
Kanalen 7…12 befetsje de rauwe gegevens fan connector B en binne net relevant foar fierdere evaluaasje. Dizze kanalen (mei de oantsjutting "dummy7") nei "dummy12") kinne ferburgen wurde kinne wurde ferburgen By it brûken fan de 6 × 12 matrix, de krêften en mominten wurde berekkene eksklusyf troch software, om't it is gearstald út gegevens út twa aparte mjitten amplifters.

Tip: By it brûken fan de BlueDAQ-software kin de konfiguraasje en keppeling nei de 6 × 12-matrix dien wurde troch "Sesje bewarje". en "Iepenje sesje" wurdt yndrukt. sadat de sensor- en kanaalkonfiguraasje mar ien kear útfierd wurde hoecht.

Stiffness Matrix

Example fan in stivens matrix

6A130 5kN/500 Nm

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	fy
0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	343,4 kNm	phiz

By laden mei 5kN yn x-rjochting, resultearret in ferskowing fan 5 / 93.8 mm = 0.053 mm yn 'e x-rjochting, en in twist fan 5 kN / 3750 kN = 0.00133 rad yn 'e y-rjochting.
By laden mei 15kN yn z-rjochting, in ferskowing fan 15 / 387.9 mm = 0.039 mm yn 'e z-rjochting (en gjin twist).
As Mx 500 Nm resulteart in draaiing fan 0,5kNm / 505,2kNm = 0.00099 rad yn 'e x-as, en ferwikseling fan 0,5kNm / -3750 kN = -0,000133m = -0,133mm.
Wannear't laden mei Mz 500Nm in draaiende resultaten fan 0,5kNm / 343.4 kNm = 0.00146 rad oer de z-as (en gjin ferskowing).

Kalibraasje Matrix foar 5AR Sensors

De sensoren fan it type 5AR tastean de mjitting fan 'e krêft Fz en de mominten Mxand My ta.
De sensoren 5AR kinne brûkt wurde foar it werjaan fan 3 ortogonale krêften Fx, Fy en Fz, as de mjitten koppels wurde dield troch de leverarm z (ôfstân fan krêftapplikaasje Fx, Fy fan 'e oarsprong fan it koördinatesysteem).

	ch1	ch2	ch3	ch4
Fz yn N / mV / V	100,00	100,00	100,00	100,00
Mx in Nm/mV/V	0,00	-1,30	0,00	1,30
Myn in Nm/mV/V	1,30	0,00	-1,30	0,00
H	0,00	0,00	0,00	0,00

De krêft yn 'e z-rjochting wurdt berekkene troch de matrix-eleminten fan 'e earste rige A1J te fermannichfâldigjen en op te tellen mei de linen fan 'e vektor fan 'e útfiersinjalen uj

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

Example: op alle 6 mjitkanalen is u1 = u2 = u3 = u4 = 1.00 mV / V werjûn. Druk dan op Fz-resultaten fan 400 N.

De kalibraasjematrix A fan 5AR sensor hat de dimensjes 4 x. 4
De fektor u fan 'e útfiersinjalen fan 'e mjitting amplifier hat de ôfmjittings 4 x. 1 De resultaatvektor (Fz, Mx, My, H) hat de dimensje fan 4 x. 1 By de útgongen fan ch1, ch2 en ch3 nei it tapassen fan de kalibraasjematrix, wurde de krêft Fz en de mominten Mx en My werjûn. Op de Kanaal 4 útfier H wurdt konstant werjûn 0V troch de fjirde line.

Ynfiering fan de sensor

De BlueDAQ-software wurdt brûkt om de mjitten krêften en mominten te sjen. De BlueDAQ-software en relatearre hantliedingen kinne wurde downloade fan 'e website.

Stap	Beskriuwing
1	Ynstallaasje fan de Blue DAQ software
2	Ferbine de mjitting amplifier BX8 fia USB-poarte; Ferbine de sensor 6AXX oan it mjitten amplifier. Skeakelje it mjitten oan amplibbener.
3	Kopiearje triemtafel mei kalibraasje matrix (levere USB stick) nei geskikt stasjon en paad.
4	Start Blue DAQ software
5	Haadfinster: Knop Add Channel; Selektearje apparaattype: BX8 Selektearje ynterface: bygelyksample COM3Selektearje kanaal 1 oant 6 om Button Connect te iepenjen
6	Haadfinster: Knop Special Sensor Selektearje seis assen sensor
7	Finster "Seis-assige sensorynstellingen: Knop Sensor tafoegje
8	a) Knop Feroarje Dir Selektearje de map mei de files Serial number.dat en Serial number. Matrix. b) Knop Selektearje Sensor en selektearje Serial number c) Knop Auto Rename Channels d) as it nedich is. Selektearje de ferpleatsing fan it krêftapplikaasjepunt. e) Knop OK Aktivearje dizze sensor
9C	Selektearje Recorder Yt" finster, begjin mjitting;

Opdracht fan de 6 × 12 sensor

By it yntsjinjen fan de 6 × 12 sensor, kanalen 1 oan 6 fan it mjitten ampLifier by connector "A" moat wurde tawiisd oan komponinten 1 oant 6.

Kanalen 7 ... 12 fan 'e mjitting ampLifier by connector "B" wurde tawiisd oan komponinten 7 oant 12.

By it brûken fan de syngronisaasjekabel binne de 25-pin SUB-D froulike connectors (manlik) op 'e efterkant fan' e amplifier binne ferbûn mei de syngronisaasje kabel.

De syngronisaasjekabel ferbynt de havens nr. 16 fan it mjitten amplifters A en B mei elkoar.

Foar amplifier In haven 16 is konfigurearre as útfier foar de funksje as master, foar amplifier Bport 16 is konfigurearre as ynfier foar de funksje as slaaf.

De ynstellings kinne fûn wurde ûnder "Apparaat" Avansearre ynstelling" Dig-IO.

Hint: De konfiguraasje fan 'e gegevensfrekwinsje moat dien wurde by de "Master" en ek by de "Slave". De mjitfrekwinsje fan 'e master soe nea heger wêze moatte as de mjitfrekwinsje fan 'e slaaf.