Manual de instrucións do sensor multicomponente Interface 6AXX

O conxunto de sensores multicomponentes 6AXX comprende seis sensores de forza independentes equipados con galgas extensométricas. Usando os seis sinais do sensor, aplícase unha regra de cálculo para calcular as forzas dentro de tres eixes espaciais e os tres momentos ao seu redor. O rango de medición do sensor multicompoñente determínase:

polos rangos de medida dos seis sensores de forza independentes, e
pola disposición xeométrica dos seis sensores de forza ou mediante o diámetro do sensor.

Os sinais individuais dos seis sensores de forza non se poden asociar directamente cunha forza ou momento específicos multiplicando por un factor de escala.

A regra de cálculo pódese describir con precisión en termos matemáticos polo produto cruzado da matriz de calibración co vector dos seis sinais do sensor.

Este enfoque funcional ten o seguinte advantages:

Rixidez especialmente alta,

Separación particularmente eficaz dos seis compoñentes ("low cross-talk").

Matriz de calibración

A matriz de calibración A describe a conexión entre os sinais de saída indicados U da medición amplificador nas canles 1 a 6 (u1, u2, u3, u4, u5, u6) e os compoñentes 1 a 6 (Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz) do vector de carga L.

Valor medido: sinais de saída u1, u2, …u6 nas canles 1 a 6	sinal de saída U
Valor calculado: forzas Fx, Fy, Fz; momentos Mx, My, Mz	Vector de carga L
Regra de cálculo: produto cruzado	L = A x U

A matriz de calibración Aij inclúe 36 elementos, dispostos en 6 filas (i=1..6) e 6 columnas (j=1..6).
A unidade dos elementos da matriz é N/(mV/V) nas filas 1 a 3 da matriz.
A unidade dos elementos da matriz é Nm/(mV/V) nas filas 4 a 6 da matriz.
A matriz de calibración depende das propiedades do sensor e da medida ampmáis vivo.
Aplícase á medición BX8 amplifier e para todos amplificadores, que indican os sinais de saída da ponte en mV/V.
Os elementos da matriz pódense reescalar noutras unidades por un factor común mediante a multiplicación (usando un "produto escalar").
A matriz de calibración calcula os momentos arredor da orixe do sistema de coordenadas subxacente.
A orixe do sistema de coordenadas sitúase no punto onde o eixe z se cruza coa superficie enfrontada do sensor. 1) A orixe e as orientacións dos eixes móstranse mediante un gravado na superficie enfrontada do sensor.

1) A posición da orixe pode variar segundo os diferentes tipos de sensores 6AXX. A orixe está documentada na folla de calibración. Por exemplo, a orixe de 6A68 está no centro do sensor.

Examparchivo dunha 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
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

A forza na dirección x calcúlase multiplicando e sumando os elementos da matriz da primeira fila a1j coas filas do vector dos sinais de saída 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 example: nas 6 canles de medición móstrase u1 = u2 = u3 = u4 = u5 =u6 = 1.00 mV/V. Entón hai unha forza Fx de -13.7 N. A forza na dirección z calcúlase en consecuencia multiplicando e sumando a terceira fila da matriz a3j co vector do vol indicado.tagé 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

Cando se utiliza o procedemento de calibración "Matrix Plus", calcúlanse dous produtos cruzados: matriz A x U + matriz B x U *

Valores medidos: sinais de saída u1, u2, … u6 nas canles 1 a 6	sinais de saída U
Os valores medidos son sinais de saída como produtos mixtos: u1u2, u1u3, u1u4, u1u5, u1u6, u2u3 das canles 1 a 6	sinais de saída U*
Valor calculado: Forzas Fx, Fy, Fz;Momentos Mx, My, Mz	Vector de carga L.
Regra de cálculo: produto cruzado	L = A x U + B x U*

Examparchivo dunha 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
Meu 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

A forza na dirección x calcúlase multiplicando e sumando os elementos da matriz A da primeira fila a1j coas filas j do vector dos sinais de saída uj máis os elementos da matriz B da primeira fila a1j coas filas j do vector de os sinais de saída cuadráticos mixtos:

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
Atención: A composición dos termos cuadráticos mesturados pode cambiar dependendo do sensor.

Compensación da orixe

As forzas que non se aplican na orixe do sistema de coordenadas móstranse mediante un indicador en forma de momentos Mx, My e Mz baseados no brazo de panca.

En xeral, as forzas aplícanse a unha distancia z da superficie enfrontada do sensor. A localización da transmisión da forza tamén se pode desprazar nas direccións x- e z segundo sexa necesario.

Se as forzas aplícanse á distancia x, y ou z desde a orixe do sistema de coordenadas e é preciso mostrar os momentos arredor da localización de transmisión de forzas compensadas, son necesarias as seguintes correccións:

Momentos corrixidos Mx1, My1, Mz1 tras un desprazamento na transmisión de forzas (x, y, z) desde a orixe

Mx1 = Mx + y*Fz – z*Fy
Meu1 = Meu + z*Fx – x*Fz
Mz1 = Mz + x*Fy – y*Fx

Nota: O sensor tamén está exposto aos momentos Mx, My e Mz, mostrando os momentos Mx1, My1 e Mz1. Non se deben superar os momentos admisibles Mx, My e Mz.

Escalado da matriz de calibración

Ao referir os elementos da matriz á unidade mV/V, a matriz de calibración pódese aplicar a todos os elementos dispoñibles. amplevantadores.

A matriz de calibración cos elementos da matriz N/V e Nm/V aplícase á medición BSC8. amplifier cunha sensibilidade de entrada de 2 mV/V e un sinal de saída de 5V cun sinal de entrada de 2mV/V.

A multiplicación de todos os elementos da matriz por un factor de 2/5 escala a matriz de N/(mV/V) e Nm/(mV/V) para unha saída de 5V cunha sensibilidade de entrada de 2 mV/V (BSC8).

Ao multiplicar todos os elementos da matriz por un factor de 3.5/10, a matriz escala de N/(mV/V) e Nm/(mV/V) para un sinal de saída de 10 V cunha sensibilidade de entrada de 3.5 mV/V (BX8). )

A unidade do factor é (mV/V)/V
A unidade dos elementos do vector de carga (u1, u2, u3, u4, u5, u6) son voltagé en V

Example de Fx

Saída analóxica con BX8, sensibilidade de entrada 3.5 mV/V, sinal de saída 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 para sensores 6AXX

Cos sensores 6A150, 6A175, 6A225, 6A300 é posible utilizar unha matriz de 6×12 en lugar dunha matriz de 6x6 para a compensación de erros.

A matriz 6×12 ofrece a maior precisión e a menor diafonía, e recoméndase para sensores de forza de 50 kN.

Neste caso, os sensores teñen un total de 12 canles de medición e dous conectores. Cada conector contén un sensor de forza-par eléctricamente independente con 6 sinais de sensor. Cada un destes conectores está conectado á súa propia medida. ampLider BX8.

En lugar de utilizar unha matriz de 6×12, o sensor tamén se pode usar exclusivamente co conector A, ou exclusivamente co conector B ou con ambos conectores para a medición redundante. Neste caso, fornécese unha matriz 6×6 para o conector A e para o conector B. A matriz 6×6 fornécese como estándar.

A sincronización dos datos medidos pódese realizar, por exemplo, coa axuda dun cable de sincronización. Para amplificadores con interface EtherCat é posible unha sincronización a través das liñas BUS.

As forzas Fx, Fy, Fz e os momentos Mx, My, Mz calcúlanse no software BlueDAQ. Alí multiplícanse as 12 canles de entrada u1...u12 pola matriz 6×12 A para obter 6 canles de saída do vector de carga L.

As canles do conector "A" están asignadas ás canles 1...6 no software BlueDAQ.. As canles do conector "B" están asignadas ás canles 7...12 no software BlueDAQ.
Despois de cargar e activar a matriz 6×12 no software BlueDAQ, as forzas e os momentos móstranse nas canles 1 a 6.
As canles 7…12 conteñen os datos brutos do conector B e non son relevantes para unha avaliación posterior. Estas canles (coa designación "dummy7") a "dummy12") poden ocultarse poden ocultarse Cando se usa a matriz 6×12, as forzas e os momentos calcúlanse exclusivamente por software, xa que está composto por datos de dúas medidas separadas. amplevantadores.

Consello: Cando se utiliza o software BlueDAQ, a configuración e a ligazón á matriz 6×12 pódense facer mediante "Gardar sesión". e preme "Sesión aberta". polo que a configuración do sensor e da canle só ten que realizarse unha vez.

Matriz de Rixidez

Exampo dunha matriz de rixidez

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

Cando se carga con 5 kN na dirección x, un desprazamento de 5 / 93.8 mm = 0.053 mm na dirección x e unha torsión de 5 kN / 3750 kN = 0.00133 rad resulta na dirección y.
Cando se carga con 15 kN na dirección z, un desprazamento de 15/387.9 mm = 0.039 mm na dirección z (e sen torsión).
Cando Mx 500 Nm, unha torsión de 0,5kNm / 505,2kNm = 0.00099 rad resulta no eixe x, e un desprazamento de 0,5kNm / -3750 kN = -0,000133m = -0,133mm.
Cando se carga con Mz 500 Nm, unha torsión resulta de 0,5 kNm / 343.4 kNm = 0.00146 rad sobre o eixe z (e sen desprazamento).

Matriz de calibración para sensores 5AR

Os sensores do tipo 5A permiten medir a forza Fz e os momentos Mx e My.
Os sensores 5AR pódense utilizar para mostrar 3 forzas ortogonais Fx, Fy e Fz, cando os pares medidos se dividen polo brazo de panca z (distancia de aplicación de forza Fx, Fy da orixe do sistema de coordenadas).

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

A forza na dirección z calcúlase multiplicando e sumando os elementos da matriz da primeira fila A1J coas liñas do vector dos sinais de saída uj.

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

Example: nas 6 canles de medición móstrase u1 = u2 = u3 = u4 = 1.00 mV/V. A continuación, apórtese os resultados Fz de 400 N.

A matriz de calibración A do sensor 5AR ten as dimensións 4 x. 4
O vector u dos sinais de saída da medida amplifier ten as dimensións de 4 x. 1 O vector de resultado (Fz, Mx, My, H) ten a dimensión de 4 x. 1 Nas saídas de ch1, ch2 e ch3 despois de aplicar a matriz de calibración móstranse a forza Fz e os momentos Mx e My. Na canle 4, a saída H móstrase constantemente 0V pola cuarta liña.

Posta en funcionamento do sensor

O software BlueDAQ úsase para mostrar as forzas e momentos medidos. O software BlueDAQ e os manuais relacionados pódense descargar desde o websitio.

Paso	Descrición
1	Instalación do software Blue DAQ
2	Conectar a medición amplifier BX8 mediante porto USB; Conecte o sensor 6AXX á medición amplificador. Activa a medición ampmáis vivo.
3	Copie o directorio coa matriz de calibración (memoria USB subministrada) na unidade e na ruta adecuadas.
4	Inicie o software Blue DAQ
5	Fiestra principal: Botón Engadir canle; Seleccione o tipo de dispositivo: BX8 Seleccione interface: por exemploample COM3Select canle 1 a 6 para abrir Button Connect
6	Fiestra principal: Botón Sensor especial Seleccione o sensor de seis eixes
7	Ventá "Configuración do sensor de seis eixes: botón Engadir sensor
8	a) Botón Cambiar dir. Seleccione o directorio co files Número de serie.dat e Número de serie. Matriz. b) Botón Seleccione Sensor e seleccione Número de serie c) Botón Cambio de nome automático das canles d) se é necesario. Seleccione o desprazamento do punto de aplicación da forza. e) Botón OK Activar este sensor
9C	Seleccione a xanela Recorder Yt”, inicie a medición;

Posta en funcionamento do sensor 6×12

Ao poñer en marcha o sensor 6×12, as canles 1 a 6 da medición ampo liificador no conector “A” debe asignarse aos compoñentes 1 a 6.

Canles 7...12 da medición ampOs separadores no conector "B" están asignados aos compoñentes do 7 ao 12.

Ao usar o cable de sincronización, os conectores hembra SUB-D de 25 pines (macho) na parte traseira do ampos separadores están conectados ao cable de sincronización.

O cable de sincronización conecta os portos núm. 16 da medición amplificadores A e B entre si.

Para amplifier Un porto 16 está configurado como saída para a función como mestre, para ampLifier Bport 16 está configurado como entrada para a función como escravo.

A configuración pódese atopar en "Dispositivo" Configuración avanzada" Dig-IO.

Suxestión: A configuración da frecuencia de datos debe realizarse tanto no "Master" como no "Slave". A frecuencia de medición do mestre nunca debe ser superior á frecuencia de medición do esclavo.