interfaccia 201 Guida per l'utente delle celle di carico

Eccitazione voltage
Le celle di carico di interfaccia sono dotate di un circuito a ponte intero. L'eccitazione preferita voltage è 10 V CC, garantendo la corrispondenza più vicina alla calibrazione originale eseguita su Interface.

Installazione

Assicurarsi che la cella di carico sia montata correttamente su una superficie stabile per evitare vibrazioni o disturbi durante le misurazioni.
Collegare saldamente i cavi delle celle di carico alle interfacce designate seguendo le linee guida fornite.

Calibrazione

Prima di utilizzare la cella di carico, calibrarla secondo le istruzioni del produttore per garantire misurazioni accurate.

Eseguire controlli regolari di calibrazione per mantenere la precisione della misurazione nel tempo.

Manutenzione

Mantenere la cella di carico pulita e priva di detriti che potrebbero comprometterne le prestazioni.
Ispezionare regolarmente la cella di carico per eventuali segni di usura o danni e sostituirla se necessario.

Domande frequenti (FAQ)

D: Cosa devo fare se le letture delle mie celle di carico non sono coerenti?
R: Controllare l'installazione per eventuali collegamenti allentati o montaggio improprio che potrebbero influenzare le letture. Se necessario, ricalibrare la cella di carico.

D: Posso utilizzare la cella di carico per misurazioni di forza dinamica?
R: Le specifiche della cella di carico dovrebbero indicare se è adatta per le misurazioni della forza dinamica. Fare riferimento al manuale dell'utente o contattare il produttore per indicazioni specifiche.
D: Come faccio a sapere se la mia cella di carico necessita di sostituzione?
R: Se noti deviazioni significative nelle misurazioni, comportamento irregolare o danni fisici alla cella di carico, potrebbe essere il momento di prendere in considerazione la sua sostituzione. Contattare il produttore per ulteriore assistenza.

Introduzione

Introduzione alla Guida alle celle di carico 201
Benvenuti nella Guida alle celle di carico 201 di Interface: Procedure generali per l'uso delle celle di carico, un estratto essenziale dalla famosa Guida sul campo delle celle di carico di Interface.
Questa risorsa di riferimento rapido approfondisce gli aspetti pratici della configurazione e dell'utilizzo delle celle di carico, consentendoti di ottenere misurazioni della forza più accurate e affidabili dalla tua attrezzatura.
Che tu sia un ingegnere esperto o un curioso nuovo arrivato nel mondo della misurazione della forza, questa guida fornisce preziosi approfondimenti tecnici e istruzioni pratiche per affrontare i processi, dalla selezione della cella di carico giusta alla garanzia di prestazioni e longevità ottimali.
In questa breve guida scoprirai informazioni procedurali generali sull'utilizzo delle soluzioni di misurazione della forza Interface, in particolare delle nostre celle di carico di precisione.
Acquisire una solida conoscenza dei concetti alla base del funzionamento delle celle di carico, inclusa l'eccitazione voltage, segnali di uscita e precisione di misurazione. Padroneggia l'arte della corretta installazione delle celle di carico con istruzioni dettagliate sul montaggio fisico, sulla connessione dei cavi e sull'integrazione del sistema. Ti guideremo attraverso la complessità dei punti "morti" e "vivi", dei diversi tipi di celle e delle procedure di montaggio specifiche, garantendo una configurazione sicura e stabile.
La Guida alle celle di carico di interfaccia 201 è un altro riferimento tecnico per aiutarvi a padroneggiare l'arte della misurazione della forza. Con spiegazioni chiare, procedure pratiche e suggerimenti approfonditi, sarai sulla buona strada per acquisire dati accurati e affidabili, ottimizzare i processi e ottenere risultati eccezionali in qualsiasi applicazione di misurazione della forza.
Ricorda, la misurazione precisa della forza è fondamentale per innumerevoli settori e attività. Ti invitiamo a esplorare le seguenti sezioni per approfondire aspetti specifici dell'uso delle celle di carico e sfruttare la potenza di una misurazione accurata della forza. Se hai domande su uno qualsiasi di questi argomenti, hai bisogno di aiuto per selezionare il sensore giusto o desideri esplorare un'applicazione specifica, contatta gli ingegneri applicativi di Interface.
Il tuo team di interfaccia

PROCEDURE GENERALI PER L'UTILIZZO DELLE CELLE DI CARICO

Eccitazione voltage

Le celle di carico di interfaccia contengono tutte un circuito a ponte intero, mostrato in forma semplificata nella Figura 1. Ciascun ramo è solitamente da 350 ohm, ad eccezione dei modelli delle serie 1500 e 1923 che hanno rami da 700 ohm.
L'eccitazione preferita voltage è 10 V CC, che garantisce all'utente la corrispondenza più vicina alla calibrazione originale eseguita su Interface. Questo perché il Gage Factor (sensibilità dei misuratori) è influenzato dalla temperatura. Poiché la dissipazione del calore nei misuratori è accoppiata alla flessione attraverso una sottile linea di colla epossidica, i misuratori sono mantenuti ad una temperatura molto vicina alla temperatura di flessione ambiente. Tuttavia, quanto maggiore è la dissipazione di potenza nei misuratori, tanto più la temperatura del misuratore si discosta dalla temperatura di flessione. Facendo riferimento alla Figura 2, si noti che un ponte da 350 ohm dissipa 286 mw a 10 V CC. Raddoppiando il voltage a 20 V CC quadruplica la dissipazione a 1143 mw, che rappresenta una grande quantità di potenza nei piccoli misuratori e provoca quindi un aumento sostanziale del gradiente di temperatura dai misuratori alla flessione. Viceversa, dimezzando il voltage a 5 V CC riduce la dissipazione a 71 mw, che non è significativamente inferiore a 286 mw. Utilizzo di un Low Profile cella a 20 V CC diminuirebbe la sua sensibilità di circa lo 0.07% rispetto alla calibrazione dell'interfaccia, mentre il funzionamento a 5 V CC aumenterebbe la sua sensibilità di meno dello 0.02%. Il funzionamento di una cella a 5 o anche a 2.5 V CC per risparmiare energia nelle apparecchiature portatili è una pratica molto comune.

Alcuni registratori di dati portatili attivano elettricamente l'eccitazione per una percentuale molto bassa del tempo per risparmiare ulteriormente energia. Se il ciclo di lavoro (percenttag(e del tempo "on") è solo del 5%, con eccitazione a 5 VDC, l'effetto di riscaldamento è di un minuscolo 3.6 mw, che potrebbe causare un aumento della sensibilità fino allo 0.023% dalla calibrazione dell'interfaccia. Gli utenti dotati di componenti elettronici che forniscono solo eccitazione CA dovrebbero impostarlo su 10 VRMS, che causerebbe la stessa dissipazione di calore nei misuratori del ponte di 10 V CC. Variazione eccitazione voltagCiò può anche causare un piccolo spostamento nel saldo zero e uno scorrimento. Questo effetto è più evidente quando l'eccitazione voltage viene acceso per primo. La soluzione ovvia per questo effetto è consentire alla cella di carico di stabilizzarsi facendola funzionare con un'eccitazione di 10 V CC per il tempo necessario affinché le temperature del misuratore raggiungano l'equilibrio. Per le calibrazioni critiche potrebbero essere necessari fino a 30 minuti. Poiché l'eccitazione voltage è solitamente ben regolato per ridurre gli errori di misurazione, gli effetti dell'eccitazione voltagLe variazioni in genere non vengono visualizzate dagli utenti tranne quando il voltage viene prima applicato alla cella.

Rilevamento remoto dell'eccitazione voltage

Molte applicazioni possono utilizzare la connessione a quattro fili mostrata nella Figura 3. Il condizionatore di segnale genera un volume di eccitazione regolatotage, Vx, che solitamente è 10 V CC. I due fili che portano l'eccitazione voltage alla cella di carico hanno ciascuno una resistenza di linea, Rw. Se il cavo di collegamento è sufficientemente corto, la caduta di eccitazione voltage nelle linee, causato dalla corrente che scorre attraverso Rw, non costituirà un problema. La Figura 4 mostra la soluzione per il problema della caduta della linea. Riportando due fili extra dalla cella di carico, possiamo collegare il voltage proprio ai terminali della cella di carico ai circuiti di rilevamento nel condizionatore di segnale. Pertanto, il circuito del regolatore può mantenere il volume di eccitazionetage alla cella di carico esattamente a 10 V CC in tutte le condizioni. Questo circuito a sei fili non solo corregge la caduta dei fili, ma corregge anche le variazioni nella resistenza dei fili dovute alla temperatura. La Figura 5 mostra l'entità degli errori generati dall'uso del cavo a quattro fili, per tre dimensioni comuni di cavi.
Il grafico può essere interpolato per altre dimensioni di filo notando che ogni incremento della dimensione del filo aumenta la resistenza (e quindi la caduta di linea) di un fattore di 1.26 volte. Il grafico può essere utilizzato anche per calcolare l'errore per diverse lunghezze di cavo calcolando il rapporto tra la lunghezza e 100 piedi e moltiplicando tale rapporto per il valore del grafico. L'intervallo di temperature del grafico può sembrare più ampio del necessario e ciò è vero per la maggior parte delle applicazioni. Tuttavia, considera un cavo #28AWG che corre principalmente all'esterno fino a una stazione di pesatura in inverno, a 20 gradi F. Quando il sole splende sul cavo in estate, la temperatura del cavo potrebbe aumentare fino a oltre 140 gradi F. L'errore aumenterebbe da - Da 3.2% RDG a –4.2% RDG, uno spostamento di –1.0% RDG.
Se il carico sul cavo aumentasse da una cella di carico a quattro celle di carico, le cadute sarebbero quattro volte peggiori. Quindi, ad esample, un cavo #100AWG da 22 piedi avrebbe un errore a 80 gradi F di (4 x 0.938) = 3.752% RDG.
Questi errori sono così sostanziali che la pratica standard per tutte le installazioni a celle multiple è quella di utilizzare un condizionatore di segnale con capacità di rilevamento remoto e di utilizzare un cavo a sei fili verso la scatola di giunzione che collega le quattro celle. Tenendo presente che una grande pesa per veicoli può avere fino a 16 celle di carico, è fondamentale affrontare il problema della resistenza del cavo per ogni installazione.
Semplici regole pratiche facili da ricordare:

La resistenza di 100 piedi di cavo #22AWG (entrambi i fili nel circuito) è 3.24 ohm a 70 gradi F.
Ogni tre passaggi nella dimensione del filo raddoppia la resistenza, oppure un passaggio aumenta la resistenza di un fattore pari a 1.26 volte.

Il coefficiente di resistenza alla temperatura del filo di rame ricotto è del 23% per 100 gradi F.

Da queste costanti è possibile calcolare la resistenza del circuito per qualsiasi combinazione di dimensione del filo, lunghezza del cavo e temperatura.

Montaggio fisico: fine “Dead” e “Live”.

Sebbene una cella di carico funzioni indipendentemente da come è orientata e se viene utilizzata in modalità di tensione o compressione, montare correttamente la cella è molto importante per garantire che la cella fornisca le letture più stabili di cui è capace.

Tutte le celle di carico hanno un'estremità attiva “senza uscita” e un'estremità “attiva”. Il vicolo cieco è definito come l'estremità di montaggio collegata direttamente al cavo di uscita o al connettore tramite metallo solido, come mostrato dalla freccia pesante nella Figura 6. Al contrario, l'estremità sotto tensione è separata dal cavo di uscita o dal connettore dall'area del misuratore della flessione.

Questo concetto è significativo, perché il montaggio di una cella sul lato sotto tensione la rende soggetta alle forze introdotte spostando o tirando il cavo, mentre il montaggio sul lato morto garantisce che le forze che entrano attraverso il cavo vengano deviate al supporto invece di essere misurato dalla cella di carico. Generalmente, la targhetta dell'interfaccia viene letta correttamente quando la cella si trova in un vicolo cieco su una superficie orizzontale. Pertanto, l'utente può specificare in modo molto esplicito al team di installazione l'orientamento richiesto tramite la scritta sulla targhetta. Come exampAd esempio, per un'installazione a cella singola che tiene un recipiente in tensione da un travetto del soffitto, l'utente deve specificare il montaggio della cella in modo che la targhetta si legga capovolta. Per una cella montata su un cilindro idraulico, la targhetta verrà letta correttamente quando viewed dall'estremità del cilindro idraulico.

NOTA: Alcuni clienti Interface hanno specificato che la loro targhetta deve essere orientata capovolta rispetto alla pratica normale. Prestare attenzione durante l'installazione di un cliente finché non si è certi di conoscere la situazione dell'orientamento della targhetta.

Procedure di montaggio per celle a fascio

Le celle della trave sono montate mediante viti o bulloni attraverso i due fori non sfruttati nel punto morto della flessione. Se possibile, utilizzare una rondella piatta sotto la testa della vite per evitare di rigare la superficie della cella di carico. Tutti i bulloni devono essere di grado 5 fino alla dimensione n. 8 e di grado 8 per dimensioni da 1/4" o superiori. Poiché tutte le coppie e le forze vengono applicate al punto morto della cella, il rischio che la cella venga danneggiata dal processo di montaggio è minimo. Tuttavia, evitare la saldatura ad arco elettrico quando la cella è installata ed evitare di far cadere la cella o di colpire l'estremità sotto tensione della cella. Per montare le celle:

Le celle della serie MB utilizzano viti da 8-32, serrate a 30 pollici-libbre
Le celle della serie SSB utilizzano anche 8-32 viti per macchina con capacità di 250 lbf
Per l'SSB-500 utilizzare 1/4 – 28 bulloni e serrare a 60 pollici-libbre (5 piedi-libbre)
Per l'SSB-1000 utilizzare 3/8 – 24 bulloni e serrare a 240 pollici-libbre (20 piedi-libbre)

Procedure di montaggio per altre minicelle

In contrasto con la procedura di montaggio piuttosto semplice per le celle a fascio, le altre Mini celle (serie SM, SSM, SMT, SPI e SML) presentano il rischio di danni applicando qualsiasi coppia dal lato attivo al vicolo cieco, attraverso il misuratore la zona. Ricordare che la targhetta copre l'area misurata, quindi la cella di carico sembra un solido pezzo di metallo. Per questo motivo, è essenziale che gli installatori siano formati sulla costruzione delle Mini Celle in modo che comprendano cosa può fare l'applicazione della coppia all'area a spessore sottile al centro, sotto la targhetta.
Ogni volta che è necessario applicare la coppia alla cella, per montare la cella stessa o per installare un dispositivo sulla cella, l'estremità interessata deve essere trattenuta da una chiave fissa o da una chiave a mezzaluna in modo che la coppia sulla cella possa essere applicata ha reagito alla stessa estremità in cui viene applicata la coppia. Di solito è buona pratica installare prima i dispositivi di fissaggio, utilizzando una morsa da banco per trattenere l'estremità attiva della cella di carico, quindi montare la cella di carico sul suo lato morto. Questa sequenza riduce al minimo la possibilità che la coppia venga applicata attraverso la cella di carico.

Poiché le Mini celle sono dotate di fori filettati femmina su entrambe le estremità per il fissaggio, tutte le aste o viti filettate devono essere inserite almeno di un diametro nel foro filettato,
per garantire un forte attaccamento. Inoltre, tutti gli elementi di fissaggio filettati devono essere bloccati saldamente in posizione con un controdado o serrati su una spalla, per garantire un saldo contatto con la filettatura. Il contatto allentato della filettatura alla fine causerà l'usura delle filettature della cella di carico, con il risultato che la cella non riuscirà a soddisfare le specifiche dopo un uso prolungato.

L'asta filettata utilizzata per il collegamento alle celle di carico della serie Mini con capacità superiore a 500 lbf deve essere trattata termicamente al Grado 5 o migliore. Un buon modo per ottenere una barra filettata temprata con filettature laminate di Classe 3 è utilizzare viti di fissaggio a brugola, che possono essere ottenute da uno qualsiasi dei grandi magazzini di catalogo come McMaster-Carr o Grainger.
Per risultati coerenti, è possibile utilizzare hardware come cuscinetti dell'estremità dell'asta e forcelle
essere installato in fabbrica specificando l'esatta ferramenta, l'orientamento di rotazione e la spaziatura tra fori nell'ordine di acquisto. La fabbrica è sempre lieta di fornire le dimensioni consigliate e possibili per l'hardware collegato.

Procedure di montaggio per Low Profile Celle Con Basi

Quando un professionista bassofile la cella viene acquistata dalla fabbrica con la base installata, i bulloni di montaggio attorno al perimetro della cella sono stati adeguatamente serrati e la cella è stata calibrata con la base in posizione. Il gradino circolare sulla superficie inferiore della base è progettato per dirigere correttamente le forze attraverso la base e nella cella di carico. La base deve essere fissata saldamente a una superficie dura e piana.

Se la base deve essere montata sulla filettatura maschio di un cilindro idraulico, è possibile impedirne la rotazione utilizzando una chiave inglese. A questo scopo sono presenti quattro fori per chiavi attorno alla periferia della base.
Per quanto riguarda la connessione alle filettature del mozzo, ci sono tre requisiti che garantiranno il raggiungimento dei migliori risultati.

La parte dell'asta filettata che impegna le filettature del mozzo della cella di carico deve avere filettature di Classe 3, per fornire le forze di contatto da filetto a filetto più costanti.
L'asta deve essere avvitata nel mozzo fino al tappo inferiore e quindi svitata di un giro per riprodurre l'impegno della filettatura utilizzato durante la calibrazione originale.
Le filettature devono essere fissate saldamente mediante l'uso di un controdado. Il modo più semplice per ottenere ciò è aumentare la tensione da 130 a
140 per cento della capacità sulla cella, quindi impostare leggermente il controdado. Quando la tensione viene rilasciata, i fili saranno correttamente impegnati. Questo metodo fornisce un impegno più coerente rispetto al tentativo di inceppare le filettature serrando il controdado senza tensione sull'asta.

Nel caso in cui il cliente non disponga delle strutture per esercitare una tensione sufficiente per impostare la filettatura del mozzo, è possibile installare anche un adattatore di calibrazione in qualsiasi Low Profile cella in fabbrica. Questa configurazione produrrà i migliori risultati possibili e fornirà una connessione con filettatura maschio che non è così critica per quanto riguarda il metodo di connessione.

Inoltre, l'estremità dell'adattatore di calibrazione ha un raggio sferico che consente anche alla cella di carico di essere utilizzata come cella di compressione diritta di base. Questa configurazione per la modalità di compressione è più lineare e ripetibile rispetto all'uso di un pulsante di caricamento in una cella universale, poiché l'adattatore di calibrazione può essere installato sotto tensione e bloccato correttamente per un impegno della filettatura più coerente nella cella.

Procedure di montaggio per Low Profile Celle senza basi

Il montaggio di un Low Profile cella dovrebbe riprodurre il montaggio utilizzato durante la calibrazione. Pertanto, quando è necessario montare una cella di carico su una superficie fornita dal cliente, è necessario rispettare rigorosamente i seguenti cinque criteri.

La superficie di montaggio deve essere di un materiale avente lo stesso coefficiente di dilatazione termica della cella di carico e di durezza simile. Per celle con capacità fino a 2000 lbf, utilizzare alluminio 2024. Per tutte le celle più grandi, utilizzare acciaio 4041, temprato a Rc da 33 a 37.
Lo spessore deve essere almeno pari a quello della base di fabbrica normalmente utilizzata con la cella di carico. Ciò non significa che la cella non funzionerà con un montaggio più sottile, ma la cella potrebbe non soddisfare le specifiche di linearità, ripetibilità o isteresi su una piastra di montaggio sottile.
La superficie deve essere rettificata fino a raggiungere una planarità di 0.0002” TIR. Se la piastra viene trattata termicamente dopo la rettifica, è sempre opportuno levigare leggermente la superficie per garantire la planarità.

I bulloni di montaggio devono essere di grado 8. Se non possono essere ottenuti localmente, possono essere ordinati dalla fabbrica. Per le celle con fori di montaggio svasati, utilizzare viti a testa cilindrica. Per tutte le altre celle, utilizzare bulloni a testa esagonale. Non utilizzare rondelle sotto le teste dei bulloni.
Innanzitutto, serrare i bulloni al 60% della coppia specificata; successivamente, coppia al 90%; infine, finisci al 100%. I bulloni di montaggio devono essere serrati in sequenza, come mostrato nelle Figure 11, 12 e 13. Per le celle con 4 fori di montaggio, utilizzare lo schema per i primi 4 fori nello schema a 8 fori.

Coppie di montaggio per apparecchi in Low Profile Cellule

I valori di coppia per il montaggio di dispositivi nelle estremità attive di Low Profile le celle di carico non corrispondono ai valori standard riportati nelle tabelle per i materiali coinvolti. La ragione di questa differenza è che il radiale sottile webs sono gli unici elementi strutturali che impediscono al mozzo centrale di ruotare rispetto alla periferia della cella. Il modo più sicuro per ottenere un contatto stabile tra filetti senza danneggiare la cella è applicare un carico di trazione compreso tra il 130 e il 140% della capacità della cella di carico, impostare saldamente il controdado applicando una leggera coppia al controdado e quindi rilasciare il carico.

Coppie sui mozzi del LowProfile® devono essere limitate dalla seguente equazione:

Per esempioample, il fulcro di un LowPro da 1000 lbffile® non deve essere sottoposta a una coppia superiore a 400 lb-in.

ATTENZIONE: L'applicazione di una coppia eccessiva potrebbe tagliare il legame tra il bordo del diaframma di tenuta e la flessione. Potrebbe anche causare una distorsione permanente del radiale webs, che potrebbe influenzare la calibrazione ma potrebbe non essere visualizzato come uno spostamento nel bilanciamento zero della cella di carico.

Interface® è il fidato leader mondiale nelle soluzioni di misurazione della forza®. Siamo leader progettando, producendo e garantendo le celle di carico, i trasduttori di coppia, i sensori multiasse e la relativa strumentazione più performanti disponibili. I nostri ingegneri di livello mondiale forniscono soluzioni ai settori aerospaziale, automobilistico, energetico, medico e di test e misurazione da grammi a milioni di libbre, in centinaia di configurazioni. Siamo il fornitore principale delle aziende Fortune 100 in tutto il mondo, tra cui; Boeing, Airbus, NASA, Ford, GM, Johnson & Johnson, NIST e migliaia di laboratori di misurazione. I nostri laboratori di calibrazione interni supportano una varietà di standard di test: ASTM E74, ISO-376, MIL-STD, EN10002-3, ISO-17025 e altri.

Puoi trovare ulteriori informazioni tecniche sulle celle di carico e sull'offerta di prodotti Interface® su www.interfaceforce.como chiamando uno dei nostri esperti ingegneri applicativi al numero 480.948.5555.

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Documenti / Risorse

interfaccia 201 Celle di carico [pdf] Guida utente
201 Celle di carico, 201, Celle di carico, Celle

Riferimenti

Manuale d'uso

interfaccia 201 Celle di carico

Informazioni sul prodotto

Istruzioni per l'uso del prodotto