인터페이스 6AXX 다성분 센서 사용 설명서

6AXX 다중 구성 요소 센서 세트는 스트레인 게이지가 장착된 XNUMX개의 독립적인 힘 센서로 구성됩니다. XNUMX개의 센서 신호를 사용하여 XNUMX개의 공간 축 내의 힘과 그 주변의 XNUMX개 모멘트를 계산하는 계산 규칙이 적용됩니다. 다성분 센서의 측정 범위는 다음과 같이 결정됩니다.

6개의 독립적인 힘 센서의 측정 범위를 통해
6개의 힘 센서의 기하학적 배열 또는 센서의 직경을 통해.

6개 힘 센서의 개별 신호는 스케일링 계수를 곱하여 특정 힘이나 모멘트와 직접 연관될 수 없습니다.

계산 규칙은 6개 센서 신호의 벡터와 교정 매트릭스의 외적을 통해 수학적 용어로 정확하게 설명할 수 있습니다.

이 기능적 접근 방식은 다음과 같은 장점이 있습니다.tag에스:

특히 강성이 높고,

6개 구성 요소를 특히 효과적으로 분리합니다("낮은 누화").

교정 매트릭스

교정 매트릭스 A는 표시된 출력 신호 간의 연결을 설명합니다. U 측정의 amp로드 벡터 L의 채널 1~6(u1, u2, u3, u4, u5, u6) 및 구성 요소 1~6(Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz)에 대한 lifier입니다.

측정값: 채널 1~2의 출력 신호 u6, u1, …u6	출력 신호 U
계산된 값: Fx, Fy, Fz를 강제합니다. 순간 Mx, 나의, Mz	로드 벡터 L
계산 규칙: 외적	L = A x U

교정 행렬 Aij는 36개 행(i=6..1)과 6개 열(j=6..1)로 배열된 6개 요소를 포함합니다.
행렬의 1행부터 3행까지의 행렬 요소의 단위는 N/(mV/V)입니다.
행렬의 4~6행에서 행렬 요소의 단위는 Nm/(mV/V)입니다.
교정 매트릭스는 센서의 속성과 측정의 속성에 따라 달라집니다. amp리퍼.
BX8 측정에 적용됩니다. amplifier와 모두를 위해 ampmV/V 단위로 브리지 출력 신호를 나타내는 lifier.
행렬 요소는 곱셈("스칼라 곱" 사용)을 통해 공통 인수에 의해 다른 단위로 크기가 조정될 수 있습니다.
교정 행렬은 기본 좌표계 원점 주변의 모멘트를 계산합니다.
좌표계의 원점은 z축이 센서의 마주보는 표면과 교차하는 지점에 위치합니다. 1) 축의 원점과 방향은 센서의 마주보는 표면에 조각으로 표시됩니다.

1) 원점 위치는 6AXX 센서 유형에 따라 다를 수 있습니다. 원점은 교정 시트에 기록되어 있습니다. EG 6A68의 원점은 센서 중앙에 있습니다.

Examp교정 매트릭스 파일(6AXX, 6ADF)

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

x 방향의 힘은 첫 번째 행 a1j의 행렬 요소와 출력 신호 uj의 벡터 행을 곱하고 합산하여 계산됩니다.
FX =
-217.2N/(mV/V)u1+ 108.9N/(mV/V)u2 + 99.9N/(mV/V)u3
-217.8N/(mV/V) u4+ 109.2 N/(mV/V) u5 +103.3 N/(mV/V) u6

예를 들어ample: 6개 측정 채널 모두에서 u1 = u2 = u3 = u4 = u5 =u6 = 1.00mV/V가 표시됩니다. 그런 다음 -13.7 N의 힘 Fx가 있습니다. z 방향의 힘은 그에 따라 행렬 a3j의 세 번째 행에 표시된 vol의 벡터를 곱하고 합하여 계산됩니다.tag예 uj:
Fz =
-321.0 N/(mV/V) u1 -320.0 N/(mV/V) u2 -317.3 N/(mV/V) u3
-321.1N/(mV/V)u4 -324.4N/(mV/V)u5 -323.9N/(mV/V)u6.

6AXX/6ADF 센서용 매트릭스 플러스

"Matrix Plus" 교정 절차를 사용하면 두 개의 교차곱이 계산됩니다: 행렬 A x U + 행렬 B x U *

측정값: 채널 1~2의 출력 신호 u6, u1, … u6	출력 신호 U
측정값은 채널 1~2의 u1u3, u1u4, u1u5, u1u6, u2u3, u1u6의 혼합 곱으로 출력 신호입니다.	출력 신호 U*
계산된 값: 힘 Fx, Fy, Fz; 모멘트 Mx, My, Mz	벡터 로드 L.
계산 규칙: 외적	L = A x U + B x 유*

Examp교정 매트릭스 "B"의 파일

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

x 방향의 힘은 첫 번째 행 a1j의 행렬 요소 A와 출력 신호 uj 벡터의 행 j를 곱하고 첫 번째 행 a1j의 행렬 요소 B를 벡터의 j 행과 곱하고 합산하여 계산됩니다. 혼합 XNUMX차 출력 신호:

ExampFx의 르

FX =
-217.2N/(mV/V) u1 + 108.9 N/(mV/V) u2 + 99.9 N/(mV/V) u3
-217.8N/(mV/V) u4 + 109.2 N/(mV/V) u5 +103.3 N/(mV/V) u6
-0.204N/(mV/V)² u1u2 0.628 N/(mV/V)² u1u3 + 0.774 N/(mV/V)² u1u4
-0.337N/(mV/V)² u1u5 3.520 N/(mV/V)² u1u6 + 2.345 N/(mV/V)² u2u3

ExampFz의 르

Fz =
-321.0 N/(mV/V) u1 -320.0 N/(mV/V) u2 -317.3 N/(mV/V) u3
-321.1N/(mV/V)u4 -324.4N/(mV/V)u5 -323.9N/(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
주목: 혼합된 2차 항의 구성은 센서에 따라 변경될 수 있습니다.

원점 오프셋

좌표계 원점에 가해지지 않은 힘은 레버암을 기준으로 Mx, My, Mz 모멘트 형태로 표시기로 표시됩니다.

일반적으로 힘은 센서의 마주보는 표면으로부터 거리 z만큼 가해집니다. 힘 전달 위치는 필요에 따라 x 및 z 방향으로 이동할 수도 있습니다.

힘이 좌표계 원점으로부터 x, y 또는 z 거리에 적용되고 오프셋 힘 전달 위치 주변의 모멘트를 표시해야 하는 경우 다음 수정이 필요합니다.

원점에서 힘 전달(x, y, z)이 이동한 후 수정된 모멘트 Mx1, My1, Mz1

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

메모: 센서는 Mx1, My1 및 Mz1 모멘트와 함께 Mx, My 및 Mz 모멘트에도 노출됩니다. 허용 모멘트 Mx, My 및 Mz를 초과해서는 안 됩니다.

교정 매트릭스의 스케일링

행렬 요소를 mV/V 단위로 참조함으로써 교정 행렬을 모든 사용 가능한 항목에 적용할 수 있습니다. amp정수기.

N/V 및 Nm/V 매트릭스 요소를 사용한 교정 매트릭스는 BSC8 측정에 적용됩니다. amp입력 감도가 2mV/V이고 출력 신호가 5V이고 입력 신호가 2mV/V인 증폭기입니다.

모든 매트릭스 요소를 2/5배로 곱하면 입력 감도 5mV/V(BSC2)에서 8V 출력에 대해 N/(mV/V) 및 Nm/(mV/V)의 매트릭스 크기가 조정됩니다.

모든 매트릭스 요소에 3.5/10을 곱함으로써 매트릭스는 10mV/V의 입력 감도에서 3.5V의 출력 신호에 대해 N/(mV/V) 및 Nm/(mV/V)로 스케일링됩니다(BX8 )

계수의 단위는 (mV/V)/V입니다.
하중 벡터(u1, u2, u3, u4, u5, u6)의 요소 단위는 vol입니다.tagV의 es

ExampFx의 르

BX8을 사용한 아날로그 출력, 입력 감도 3.5mV/V, 출력 신호 10V:
FX =
3.5/10 (mV/V)/V
(-217.2N/(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
(-0.204N/(mV/V)² u1u2 0.628 N/(mV/V)² u1u3 + 0.774 N/(mV/V)² u1u4
-0.337N/(mV/V)² u1u5 3.520 N/(mV/V)² u1u6 + 2.345 N/(mV/V)² u2u3)

6AXX 센서용 매트릭스 12×6

센서 6A150, 6A175, 6A225, 6A300을 사용하면 오류 보상을 위해 a6x12 매트릭스 대신 6×6 매트릭스를 사용할 수 있습니다.

6×12 매트릭스는 가장 높은 정확도와 가장 낮은 누화를 제공하며 50kN 힘의 센서에 권장됩니다.

이 경우 센서에는 총 12개의 측정 채널과 6개의 커넥터가 있습니다. 각 커넥터에는 XNUMX개의 센서 신호가 있는 전기적으로 독립적인 힘-토크 센서가 포함되어 있습니다. 이러한 각 커넥터는 자체 측정에 연결됩니다. amp리파이어 BX8.

6×12 매트릭스를 사용하는 대신 센서를 커넥터 A에만 사용하거나 커넥터 B에만 사용하거나 중복 측정을 위해 두 커넥터 모두에 사용할 수도 있습니다. 이 경우 커넥터 A와 커넥터 B에 대해 6×6 매트릭스가 제공됩니다. 6×6 매트릭스가 표준으로 제공됩니다.

측정된 데이터의 동기화는 예를 들어 동기화 케이블을 사용하여 이루어질 수 있습니다. 을 위한 ampEtherCat 인터페이스가 있는 식별자는 BUS 라인을 통한 동기화가 가능합니다.

힘 Fx, Fy, Fz 및 모멘트 Mx, My, Mz는 소프트웨어 BlueDAQ에서 계산됩니다. 12개의 입력 채널 u1…u12에 6×12 행렬 A를 곱하여 로드 벡터 L의 6개 출력 채널을 얻습니다.

커넥터 "A"의 채널은 BlueDAQ 소프트웨어의 채널 1~6에 할당됩니다. 커넥터 "B"의 채널은 BlueDAQ 소프트웨어의 채널 7~12에 할당됩니다.
BlueDAQ 소프트웨어에서 행렬 6×12를 로드하고 활성화한 후 힘과 모멘트가 채널 1~6에 표시됩니다.
채널 7~12에는 커넥터 B의 원시 데이터가 포함되어 있으며 추가 평가와 관련이 없습니다. 이러한 채널("dummy7" ~ "dummy12" 지정)은 숨길 수 있습니다. 숨길 수 있습니다. 6×12 매트릭스를 사용할 때 힘과 모멘트는 두 개의 별도 측정 데이터로 구성되므로 소프트웨어로만 계산됩니다. amp정수기.

팁: BlueDAQ 소프트웨어를 사용하는 경우 "세션 저장"을 통해 구성 및 6×12 매트릭스 연결을 수행할 수 있습니다. 그리고 “세션 열기”를 누르세요. 따라서 센서와 채널 구성은 한 번만 수행하면 됩니다.

강성 매트릭스

Examp강성 행렬의

6A130 5kN/500Nm

Fx	Fy	Fz	Mx	My	Mz
93,8 kN/mm	0,0	0,0	0,0	3750kN	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	505,2kNm	0,0	0,0	픽스
3750kN	0,0	0,0	0,0	505,2kNm	0,0	피이
0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	343,4kNm	얼굴

x 방향으로 5kN의 하중이 가해지면 x 방향으로 5/93.8 mm = 0.053 mm 이동하고 y 방향으로 5 kN / 3750 kN = 0.00133 rad의 비틀림이 발생합니다.
z 방향으로 15kN의 하중을 가할 때 z 방향으로 15/387.9 mm = 0.039 mm 이동합니다(비틀림 없음).
Mx 500 Nm일 때 0,5kNm / 505,2kNm = 0.00099 rad의 비틀림은 x축에 발생하고 0,5kNm / -3750 kN = -0,000133m = -0,133mm에서 이동합니다.
Mz 500Nm으로 하중을 가하면 z축에 대해 0,5kNm / 343.4 kNm = 0.00146 rad의 비틀림이 발생합니다(이동 없음).

5AR 센서용 교정 매트릭스

5AR 유형의 센서를 사용하면 힘 Fz와 모멘트 Mx 및 My를 측정할 수 있습니다.
센서(5AR)는 측정된 토크가 레버 암 z(원점 좌표계 원점의 힘 적용 거리 Fx, Fy)로 나누어질 때 3개의 직교 힘 Fx, Fy, Fz를 표시하는 데 사용될 수 있습니다.

	1장	2장	3장	4장
Fz(N/mV/V)	100,00	100,00	100,00	100,00
Mx(Nm/mV/V)	0,00	-1,30	0,00	1,30
내(Nm/mV/V)	1,30	0,00	-1,30	0,00
H	0,00	0,00	0,00	0,00

z 방향의 힘은 첫 번째 행 A1J의 행렬 요소를 출력 신호 uj의 벡터 선과 곱하고 합하여 계산됩니다.

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

Example: 6개 측정 채널 모두에서 u1 = u2 = u3 = u4 = 1.00 mV/V가 표시됩니다. 그런 다음 Fz 결과를 400N으로 강제합니다.

5AR 센서의 교정 행렬 A의 크기는 4 x입니다. 4
측정 출력 신호의 벡터 u amplifier의 크기는 4 x입니다. 1 결과 벡터(Fz, Mx, My, H)의 차원은 4 x입니다. 1 교정 행렬을 적용한 후 ch1, ch2 및 ch3의 출력에 힘 Fz와 모멘트 Mx 및 My가 표시됩니다. 채널 4 출력에서 H는 네 번째 라인에 지속적으로 0V로 표시됩니다.

센서 시운전

BlueDAQ 소프트웨어는 측정된 힘과 모멘트를 표시하는 데 사용됩니다. BlueDAQ 소프트웨어 및 관련 매뉴얼은 다음에서 다운로드할 수 있습니다. web대지.

단계	설명
1	Blue DAQ 소프트웨어 설치
2	측정 연결 ampUSB 포트를 통한 lifier BX8; 센서 6AXX를 측정 장치에 연결하십시오. amp리파이어. 측정 스위치 켜기 amp리퍼.
3	보정 매트릭스(제공된 USB 스틱)가 포함된 디렉터리를 적합한 드라이브 및 경로에 복사합니다.
4	Blue DAQ 소프트웨어 시작
5	메인 창: 버튼 채널 추가; 장치 유형 선택: BX8 인터페이스 선택: 예를 들어ample COM3채널 1~6을 선택하여 버튼 연결 열기
6	메인 창: 버튼 특수 센서 6축 센서 선택
7	창 “6축 센서 설정: 버튼 센서 추가
8	a) Change Dir 버튼을 사용하여 디렉토리를 선택합니다. files 일련번호.dat 및 일련번호. 행렬. b) 버튼 센서를 선택하고 일련번호를 선택합니다. c) 버튼 자동 이름 변경 채널 d) 필요한 경우. 힘 적용점의 변위를 선택합니다. e) 버튼 확인 이 센서를 활성화합니다.
9C	Recorder Yt” 창을 선택하고 측정을 시작합니다.