Leabhar-làimhe stiùiridh eadar-aghaidh 6AXX Sensor Multicomponent

Anns an t-seata de 6AXX Multicomponent Sensors tha sia mothachairean feachd neo-eisimeileach air an uidheamachadh le gasaichean strain. A’ cleachdadh nan sia comharran mothachaidh, thathas a’ cur riaghailt àireamhachaidh an sàs gus na feachdan taobh a-staigh trì làmhagan spàsail obrachadh a-mach agus na trì amannan timcheall orra. Tha raon tomhais an sensor ioma-phàirteach air a dhearbhadh:

a rèir raointean tomhais nan sia mothachairean feachd neo-eisimeileach, agus
le rèiteachadh geoimeatrach nan sia mothachairean feachd no tro thrast-thomhas an sensor.

Chan urrainn na comharran fa leth bho na sia mothachairean feachd a bhith ceangailte gu dìreach ri feachd no mionaid sònraichte le bhith ag iomadachadh le feart sgèileachaidh.

Faodar an riaghailt àireamhachaidh a mhìneachadh gu mionaideach ann an teirmean matamataigeach leis a ’chrois-toradh bhon mhaitrix calibration le vectar nan sia comharran mothachaidh.

Tha na h-adhartasan a leanas aig an dòigh-obrach gnìomh seotagtha:

Gu sònraichte àrd cruas,

Dealachadh gu sònraichte èifeachdach de na sia pàirtean (“crois-labhairt ìosal”).

Matrix calibration

Tha am matrix calibration A a’ toirt cunntas air a’ cheangal eadar na comharran toraidh comharraichte U den tomhas amplifier air seanalan 1 gu 6 (u1, u2, u3, u4, u5, u6) agus co-phàirtean 1 gu 6 (Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz) den vectar luchd L.

Luach tomhais: comharran toraidh u1, u2, …u6 air seanalan 1 gu 6	comharra toraidh U
Luach àireamhaichte: feachdan Fx, Fy, Fz; amannan Mx, My, Mz	Luchdaich a-nuas vector l
Riaghailt àireamhachaidh: Tar-toradh	L = A x U

Tha am matrix calibration Aij a’ toirt a-steach 36 eileamaidean, air an rèiteachadh ann an 6 sreathan (i = 1..6) agus 6 colbhan (j = 1..6).
Is e aonad nan eileamaidean matrix N/(mV/V) ann an sreathan 1 gu 3 den mhaitris.
Is e aonad nan eileamaidean matrix Nm/(mV/V) ann an sreathan 4 gu 6 den mhaitris.
Tha am matrix calibration an urra ri feartan an sensor agus feartan an tomhais amplosgadair.
Tha e a’ buntainn ri tomhas BX8 ampliifier agus dha na h-uile ampliifiers, a tha a’ comharrachadh comharran toraidh drochaid ann am mV / V.
Faodar na h-eileamaidean matrix ath-sgèileadh ann an aonadan eile le factar cumanta tro iomadachadh (a’ cleachdadh “toradh scalar”).
Bidh am matrix calibration a’ tomhas na h-amannan timcheall air tùs an t-siostam co-òrdanachaidh bunaiteach.
Tha tùs an t-siostam co-òrdanachaidh suidhichte aig a’ phuing far a bheil an axis z a’ dol tarsainn air uachdar aghaidh an sensor. 1) Tha tùs agus stiùireadh nan tuaghan air an sealltainn le gràbhaladh air uachdar aghaidh an sensor.

1) Faodaidh suidheachadh an tùs a bhith eadar-dhealaichte le diofar sheòrsaichean mothachaidh 6AXX. Tha an tùs air a chlàradh anns an duilleag calibration. EG tha tùs 6A68 ann am meadhan an sensor.

Example de mhaitrix calibration (6AXX, 6ADF)

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

Tha an fheachd anns an t-slighe-x air a thomhas le bhith ag iomadachadh agus a’ toirt suas na h-eileamaidean matrix den chiad sreath a1j le sreathan vectar nan comharran toraidh 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

Airson example: air na 6 seanalan tomhais tha u1 = u2 = u3 = u4 = u5 = u6 = 1.00mV/V air a thaisbeanadh. An uairsin tha feachd Fx de -13.7 N ann. Tha an fhorsa anns an stiùireadh z air a thomhas a rèir sin le bhith ag iomadachadh agus a’ toirt geàrr-chunntas air an treas sreath den mhaitrix a3j le vectar an leabhar comharraichtetagtha 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 airson mothachairean 6AXX / 6ADF

Nuair a bhios tu a’ cleachdadh modh calibration “Matrix Plus”, thathas a’ tomhas dà chrois-thoradh: matrix A x U + matrix B x U *

Luachan tomhais: comharran toraidh u1, u2, ... u6 aig seanailean 1 gu 6	comharran toraidh U
Tha luachan tomhais nan comharran toraidh mar thoraidhean measgaichte: u1u2, u1u3, u1u4, u1u5, u1u6, u2u3 de shianalan 1 gu 6	comharran toraidh U*
Luach àireamhaichte: Forces Fx, Fy, Fz; Moments Mx, My, Mz	Luchdaich a-nuas vector L.
Riaghailt àireamhachaidh: Tar-toradh	L = A x U + B x U*

Example matrix calibration “B”

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

Tha an fheachd anns an t-slighe-x air a thomhas le bhith ag iomadachadh agus a’ toirt geàrr-chunntas air na h-eileamaidean matrix Aof den chiad sreath a1j leis na sreathan j de vectar nan comharran toraidh uj a bharrachd air eileamaidean matrix B den chiad sreath a1j leis na sreathan j den vectar de na comharran toraidh measgaichte quadratic:

Example 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
An aire: Faodaidh co-dhèanamh nan teirmean ceàrnagach measgaichte atharrachadh a rèir an sensor.

Frithealadh an tùs

Tha feachdan nach eil air an cur an sàs ann an tùs an t-siostam co-òrdanachaidh air an sealltainn le inneal-taisbeanaidh ann an cruth amannan Mx, My agus Mz stèidhichte air gàirdean an luamhan.

San fharsaingeachd, tha na feachdan air an cur an sàs aig astar z bho uachdar aghaidh an sensor. Faodar suidheachadh tar-chuir an fhorsa a ghluasad cuideachd ann an stiùiridhean x- agus z a tha riatanach.

Ma thèid na feachdan a chuir an sàs aig astar x, y no z bho thùs an t-siostam co-òrdanachaidh, agus feumar na h-amannan timcheall air àite tar-chuir an fhorsa ath-shuidheachadh a nochdadh, tha feum air na ceartachaidhean a leanas:

Mionaidean ceartaichte Mx1, My1, Mz1 às deidh gluasad ann an tar-chuir feachd (x, y, z) bhon tùs

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

Thoir an aire: Tha an sensor cuideachd fosgailte do na h-amannan Mx, My agus Mz, le amannan Mx1, My1 agus Mz1 air an taisbeanadh. Cha bu chòir a dhol thairis air na h-amannan ceadaichte Mx, My agus Mz.

Sgèileadh na matrix calibration

Le bhith a’ toirt iomradh air na h-eileamaidean matrix don aonad mV / V, faodar am matrix calibration a chuir an sàs ampluchd-losgaidh.

Tha am matrix calibration leis na h-eileamaidean matrix N / V agus Nm / V a’ buntainn ri tomhas BSC8 ampliifier le cugallachd cuir a-steach de 2 mV / V agus comharra toraidh de 5V le comharra cuir a-steach 2mV / V.

Bidh iomadachadh nan eileamaidean matrix gu lèir le factar 2/5 a’ sgèile na matrix bho N / (mV / V) agus Nm / (mV / V) airson toradh 5V aig cugallachd cuir a-steach de 2 mV / V (BSC8).

Le bhith ag iomadachadh a h-uile eileamaid matrix le factar 3.5 / 10, tha am Matrix air a sgèileadh bho N / (mV / V) agus Nm / (mV / V) airson comharra toraidh de 10V aig cugallachd cuir a-steach de 3.5 mV / V (BX8). )

Is e aonad a’ bhàillidh (mV/V)/V
Is e aonad nan eileamaidean den vectar luchd (u1, u2, u3, u4, u5, u6) voltagtha ann an V

Example de Fx

Toradh analog le BX8, cugallachd cuir a-steach 3.5 mV / V, comharra toraidh 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 airson mothachairean 6AXX

Leis na mothachairean 6A150, 6A175, 6A225, 6A300 tha e comasach matrix 6 × 12 a chleachdadh an àite matrix a6x6 airson dìoladh mearachd.

Tha am matrix 6 × 12 a’ tabhann an cruinneas as àirde agus an crosstalk as ìsle, agus tha e air a mholadh airson mothachairean bho fheachd 50kN.

Anns a 'chùis seo, tha 12 seanalan tomhais agus dà cheangal aig na mothachairean. Anns gach ceanglaiche tha mothachadair feachd-torque neo-eisimeileach le dealan le 6 comharran mothachaidh. ampinneal-sgaoilidh BX8.

An àite a bhith a’ cleachdadh matrix 6 × 12, faodar an sensor a chleachdadh a-mhàin le ceanglaiche A, no gu sònraichte le ceanglaiche B, no leis an dà cheangal airson tomhas gun fheum. Anns a 'chùis seo, tha matrix 6 × 6 air a sholarachadh airson ceanglaiche A agus airson ceanglaiche B. Tha am matrix 6 × 6 air a thoirt seachad mar ìre àbhaisteach.

Faodaidh sioncronadh an dàta tomhaiste a bhith me le cuideachadh bho chàball sioncronaidh. Airson ample eadar-aghaidh EtherCat tha e comasach sioncronadh tro na loidhnichean BUS.

Tha na feachdan Fx, Fy, Fz agus amannan Mx, My, Mz air an tomhas anns a’ bhathar-bog BlueDAQ. An sin tha na seanalan cuir a-steach 12 u1…u12 air an iomadachadh leis a’ mhaitrix 6 × 12 A gus seanalan toraidh 6 fhaighinn den vectar luchd L.

Tha na seanalan ceangail “A” air an sònrachadh do shianalan 1…6 anns a ’bhathar-bog BlueDAQ.. Tha na seanalan ceangail “B” air an sònrachadh do shianalan 7… 12 ann am bathar-bog BlueDAQ.
Às deidh dhut am matrix 6 × 12 a luchdachadh agus a chuir an gnìomh ann am bathar-bog BlueDAQ, tha na feachdan agus na h-amannan air an taisbeanadh air seanalan 1 gu 6.
Tha an dàta amh aig ceanglaiche B ann an seanalan 7…12 agus chan eil iad buntainneach airson tuilleadh luachaidh. Faodar na seanalan sin (leis an t-ainm “dummy7”) gu “dummy12”) a fhalach Nuair a bhios tu a’ cleachdadh matrix 6 × 12, tha na feachdan agus na h-amannan air an tomhas le bathar-bog a-mhàin, leis gu bheil e air a dhèanamh suas de dhàta bho dhà thomhas fa leth. ampluchd-losgaidh.

Gliocas: Nuair a bhios tu a’ cleachdadh bathar-bog BlueDAQ, faodar an rèiteachadh agus an ceangal ris a’ mhaitrix 6 × 12 a dhèanamh le “Save Session”. agus “Seisean Fosgailte” air a bhrùthadh. gus nach fheum an sensor agus rèiteachadh an t-seanail a dhèanamh ach aon turas.

Matrix stiffness

Example de matric stiffness

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 mìle	0,0	0,0	phix
3750 kN	0,0	0,0	0,0	505,2 mìle	0,0	phiidh
0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	343,4 mìle	phis

Nuair a thèid a luchdachadh le 5kN ann an x-stiùireadh, bidh gluasad 5 / 93.8 mm = 0.053 mm anns an stiùireadh x, agus tionndadh de 5 kN / 3750 kN = 0.00133 rad a’ leantainn gu y-stiùireadh.
Nuair a thèid a luchdachadh le 15kN ann an stiùireadh z, gluasad 15 / 387.9 mm = 0.039 mm anns an stiùireadh z (agus gun tionndadh).
Nuair a Mx 500 Nm toinneamh de 0,5kNm / 505,2kNm = 0.00099 rad toradh ann an x-axis, agus gluasad bho 0,5kNm / -3750 kN = -0,000133m = -0,133mm.
Nuair a thèid a luchdachadh le Mz 500Nm toraidhean toinneamh de 0,5kNm / 343.4 kNm = 0.00146 rad mun z-axis (agus gun ghluasad).

Matrix calibration airson mothachairean 5AR

Bidh na mothachairean den t-seòrsa 5AR a’ ceadachadh tomhas an fhorsa Fz agus na h-amannan Mxand My.
Faodar na mothachairean 5AR a chleachdadh airson 3 feachdan orthogonal Fx, Fy, agus Fz a thaisbeanadh, nuair a tha na torques tomhaiste air an roinn leis a’ ghàirdean luamhan z (astar tagradh feachd Fx, Fy de thùs an t-siostam co-òrdanachaidh).

	ch1	ch2	ch3	ch4
Fz ann an N / mV/V	100,00	100,00	100,00	100,00
Mx ann an Nm / mV/V	0,00	-1,30	0,00	1,30
Na mo ann an Nm / mV/V	1,30	0,00	-1,30	0,00
H	0,00	0,00	0,00	0,00

Tha am feachd ann an stiùireadh z air a thomhas le bhith ag iomadachadh agus a’ toirt geàrr-chunntas air na h-eileamaidean matrix den chiad shreath A1J le loidhnichean vector nan comharran toraidh uj

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

Example: air na 6 seanalan tomhais gu lèir tha u1 = u2 = u3 = u4 = 1.00 mV/V air a thaisbeanadh. An uairsin cuir an gnìomh toraidhean Fz de 400 N.

Tha na tomhasan 5 x aig matrix calibration A de sensor 4AR. 4
An vectar u de chomharran toraidh an tomhais amptha na tomhasan 4 x aig an lifier. 1 Tha meud an vectar toraidh (Fz, Mx, My, H) aig 4 x. 1 Aig toraidhean ch1, ch2 agus ch3 às deidh dhaibh am matrix calibration a chuir an sàs, tha an fhorsa Fz agus na h-amannan Mx agus My air an taisbeanadh. Air toradh Channel 4 tha H an-còmhnaidh air a thaisbeanadh 0V leis a’ cheathramh loidhne.

Coimiseanadh an sensor

Tha am bathar-bog BlueDAQ air a chleachdadh gus na feachdan agus na h-amannan tomhaiste a nochdadh. Faodar am bathar-bog BlueDAQ agus na leabhraichean-làimhe co-cheangailte riutha a luchdachadh sìos bhon fhaidhle weblàrach.

Ceum	Tuairisgeul
1	Stàladh am bathar-bog Blue DAQ
2	Ceangail an tomhas ampliifier BX8 tro phort USB; Ceangail an sensor 6AXX ris an tomhas ampladair. Tionndaidh air an tomhas amplosgadair.
3	Dèan lethbhreac den eòlaire le matrix calibration (bata USB air a sholarachadh) gu draibhear agus slighe iomchaidh.
4	Tòisich bathar-bog Blue DAQ
5	Prìomh uinneag: Putan Cuir Sianal ris; Tagh seòrsa inneal: BX8 Tagh eadar-aghaidh: airson example COM3Select sianal 1 gu 6 gus Putan Connect fhosgladh
6	Prìomh uinneag: Sensor Sònraichte Putan Tagh sensor sia axis
7	Uinneag “Suidhichidhean mothachaidh sia-axis: Putan Cuir Sensor ris
8	a) Putan Atharraich Dir Tagh an eòlaire leis an files Serial number.dat agus Serial number. Matrix. b) Putan Tagh Sensor agus tagh àireamh sreathach c) Putan Ath-ainmich seanalan gu fèin-ghluasadach d) ma tha sin riatanach. Tagh gluasad puing tagraidh an fhorsa. e) Putan ceart gu leòr Dèan comas air a’ Mhothachadair seo
9C	Tagh uinneag Recorder Yt ”, tòisich tomhas;

Coimiseanadh an sensor 6 × 12

Nuair a bhios tu a’ coimiseanadh an sensor 6 × 12, seanalan 1 gu 6 den tomhas ampfeumar lifier atconnector “A” a shònrachadh do phàirtean 1 gu 6.

Seanalan 7…12 den tomhas ampTha lifier aig ceanglaiche “B” air an sònrachadh do phàirtean 7 gu 12.

Nuair a bhios tu a’ cleachdadh a’ chàball sioncronaidh, bidh an luchd-ceangail boireann 25-pin SUB-D (fireann) air cùl an amptha lifier ceangailte ris a’ chàball sioncronaidh.

Bidh an càball sioncronaidh a’ ceangal na puirt no. 16 an tomhas ampluchd-losgaidh A agus B le chèile.

Airson amplifier Tha port 16 air a rèiteachadh mar toradh airson a’ ghnìomh mar mhaighstir, airson ampTha lifier Bport 16 air a rèiteachadh mar chur-a-steach airson a’ ghnìomh mar thràill.

Gheibhear na roghainnean fo “Inneal” suidheachadh adhartach” Dig-IO.

Beachd: Feumar rèiteachadh tricead an dàta a dhèanamh aig an “Master” a bharrachd air an “tràill”. Cha bu chòir tricead tomhais a 'mhaighstir a bhith nas àirde na tricead tomhais an tràill.