Прирачник за инструкции за повеќекомпонентен сензор за интерфејс 6AXX

Комплетот 6AXX повеќекомпонентни сензори се состои од шест независни сензори за сила опремени со мерачи на напор. Користејќи ги шесте сензорски сигнали, се применува правило за пресметка за пресметување на силите во три просторни оски и трите моменти околу нив. Опсегот на мерење на повеќекомпонентниот сензор се одредува:

со мерните опсези на шесте независни сензори за сила, и
со геометриски распоред на шесте сензори за сила или преку дијаметарот на сензорот.

Поединечните сигнали од шесте сензори за сила не можат директно да се поврзат со одредена сила или момент со множење со фактор на скалирање.

Правилото за пресметување може прецизно да се опише во математички термини со вкрстен производ од матрицата за калибрација со векторот на шесте сензорски сигнали.

Овој функционален пристап го има следниов адванtages:

Особено висока ригидност,

Особено ефикасно раздвојување на шесте компоненти („низок вкрстен разговор“).

Матрица за калибрација

Матрицата за калибрација А ја опишува врската помеѓу наведените излезни сигнали U на мерењето ampзајакнувач на каналите од 1 до 6 (u1, u2, u3, u4, u5, u6) и компонентите од 1 до 6 (Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz) на векторот на оптоварување L.

Измерена вредност: излезни сигнали u1, u2, …u6 на каналите од 1 до 6	излезен сигнал U
Пресметана вредност: сили Fx, Fy, Fz; моменти Mx, My, Mz	Вектор на оптоварување L
Правило за пресметка: вкрстен производ	L = A x U

Калибрациската матрица Aij вклучува 36 елементи, распоредени во 6 реда (i=1..6) и 6 колони (j=1..6).
Единицата на елементите на матрицата е N/(mV/V) во редовите од 1 до 3 од матрицата.
Единицата на елементите на матрицата е Nm/(mV/V) во редовите од 4 до 6 од матрицата.
Матрицата за калибрација зависи од својствата на сензорот и од својствата на мерењето ampживописен.
Се применува за мерење BX8 ampзалажувач и за сите ampлајфикатори, кои укажуваат на излезни сигнали на мост во mV/V.
Елементите на матрицата може да се рескалираат во други единици со заеднички фактор преку множење (со користење на „скаларен производ“).
Матрицата за калибрација ги пресметува моментите околу потеклото на основниот координатен систем.
Потеклото на координатниот систем се наоѓа на местото каде што оската z се вкрстува со свртената површина на сензорот. 1) Потеклото и ориентациите на оските се прикажани со гравирање на свртената површина на сензорот.

1) Позицијата на потеклото може да варира со различни типови сензори 6AXX. Потеклото е документирано во листот за калибрација. EG потеклото на 6A68 е во центарот на сензорот.

Exampод матрицата за калибрација (6AXX, 6ADF)

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

Силата во x-правецот се пресметува со множење и собирање на матричните елементи од првиот ред a1j со редовите на векторот на излезните сигнали 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

За прample: на сите 6 мерни канали се прикажува u1 = u2 = u3 = u4 = u5 =u6 = 1.00mV/V. Тогаш постои сила Fx од -13.7 N. Силата во насока z соодветно се пресметува со множење и собирање на третата редица од матрицата a3j со векторот на наведениот волуменtages 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 за сензори 6AXX / 6ADF

При користење на постапката за калибрација „Matrix Plus“, се пресметуваат два вкрстени производи: матрица A x U + матрица B x U *

Измерени вредности: излезни сигнали u1, u2, … u6 на канали од 1 до 6	излезни сигнали U
Измерените вредности се излезни сигнали како мешани производи: u1u2, u1u3, u1u4, u1u5, u1u6, u2u3 на каналите од 1 до 6	излезни сигнали U*
Пресметана вредност: Сили Fx, Fy, Fz;Моменти Mx, My, Mz	Вектор на оптоварување L.
Правило за пресметка: вкрстен производ	L = A x U + B x U*

Exampод калибрационата матрица „Б“

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

Силата во x-правецот се пресметува со множење и собирање на матричните елементи A од првиот ред a1j со редовите j од векторот на излезните сигнали uj плус елементите на матрицата B од првиот ред a1j со редовите j од векторот на мешани квадратни излезни сигнали:

Exampле од 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

Exampле од Фз

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
Внимание: Составот на мешаните квадратни членови може да се промени во зависност од сензорот.

Поместување на потеклото

Силите кои не се применуваат во почетокот на координатниот систем се прикажани со показател во форма на моменти Mx, My и Mz врз основа на рачката.

Општо земено, силите се применуваат на растојание z од свртената површина на сензорот. Локацијата на преносот на сила, исто така, може да се помести во x- и z насоки како што е потребно.

Ако силите се применети на растојание x, y или z од потеклото на координатниот систем и треба да се прикажат моментите околу локацијата за пренос на силата со поместување, потребни се следните корекции:

Поправени моменти Mx1, My1, Mz1 по поместување на преносот на сила (x, y, z) од почетокот

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

Забелешка: Сензорот е исто така изложен на моментите Mx, My и Mz, со прикажани моментите Mx1, My1 и Mz1. Не смеат да се надминат дозволените моменти Mx, My и Mz.

Скалирање на матрицата за калибрација

Со упатување на елементите на матрицата на единицата mV/V, матрицата за калибрација може да се примени на достапни ampказните за слободни животи.

Матрицата за калибрација со елементите на матрицата N/V и Nm/V се применува на мерењето BSC8 ampзајакнувач со влезна чувствителност од 2 mV / V и излезен сигнал од 5V со влезен сигнал од 2mV/V.

Множењето на сите елементи на матрицата со фактор 2/5 ја скалира матрицата од N/(mV/V) и Nm/(mV/V) за излез од 5V при влезна чувствителност од 2 mV/V (BSC8).

Со множење на сите елементи на матрицата со фактор 3.5/10, Матрицата се скалира од N/(mV/V) и Nm/(mV/V) за излезен сигнал од 10V при влезна чувствителност од 3.5 mV/V (BX8 )

Единицата на факторот е (mV/V)/V
Единицата на елементите на векторот на оптоварување (u1, u2, u3, u4, u5, u6) се voltagе во В

Exampле од Fx

Аналоген излез со BX8, влезна чувствителност 3.5 mV / V, излезен сигнал 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)

Матрица 6×12 за 6AXX сензори

Со сензорите 6A150, 6A175, 6A225, 6A300 е можно да се користи матрица 6×12 наместо матрица a6x6 за компензација на грешки.

Матрицата 6×12 нуди најголема прецизност и најнизок преслушување и се препорачува за сензори со сила од 50 kN.

Во овој случај, сензорите имаат вкупно 12 мерни канали и два конектори. Секој конектор содржи електрично независен сензор за сила-вртежен момент со 6 сензорски сигнали. Секој од овие конектори е поврзан со сопствено мерење ampлафикатор BX8.

Наместо да користи матрица 6×12, сензорот може да се користи и исклучиво со конектор А, или исклучиво со конектор Б или со двата конектори за вишок мерење. Во овој случај, матрицата 6×6 е испорачана за конекторот А и за конекторот Б. Матрицата 6×6 се испорачува како стандард.

Синхронизацијата на измерените податоци може да биде на пр. со помош на кабел за синхронизација. За ampлајфикатори со интерфејс EtherCat можна е синхронизација преку BUS линиите.

Силите Fx, Fy, Fz и моментите Mx, My, Mz се пресметани во софтверот BlueDAQ. Таму 12-те влезни канали u1…u12 се множат со матрицата А 6×12 за да се добијат 6 излезни канали од векторот на оптоварување L.

Каналите на конекторот „A“ се доделени на каналите 1…6 во софтверот BlueDAQ. Каналите на конекторот „B“ се доделени на каналите 7…12 во софтверот BlueDAQ.
По вчитувањето и активирањето на матрицата 6×12 во софтверот BlueDAQ, силите и моментите се прикажуваат на каналите од 1 до 6.
Каналите 7…12 ги содржат необработените податоци на конекторот Б и не се релевантни за понатамошна евалуација. Овие канали (со ознака „dummy7“) до „dummy12“) може да се сокријат може да се сокријат Кога се користи матрицата 6×12, силите и моментите се пресметуваат исклучиво со софтвер, бидејќи се состои од податоци од две посебни мерни ampказните за слободни животи.

Совет: При користење на софтверот BlueDAQ, конфигурацијата и поврзувањето со матрицата 6×12 може да се направи со „Зачувај сесија“. и се притиска „Отворена сесија“. така што конфигурацијата на сензорот и каналот треба да се изврши само еднаш.

Матрица на вкочанетост

Exampод матрицата на вкочанетост

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	фикс
3750 kN	0,0	0,0	0,0	505,2 kNm	0,0	фиј
0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	343,4 kNm	физ

Кога се натоварени со 5kN во x-насока, поместување од 5 / 93.8 mm = 0.053 mm во насока x, и пресврт од 5 kN / 3750 kN = 0.00133 rad резултира во y-насока.
Кога се натоварени со 15 kN во насока z, поместување од 15 / 387.9 mm = 0.039 mm во насока z (и без пресврт).
Кога Mx 500 Nm, извртување од 0,5 kNm / 505,2 kNm = 0.00099 rad резултира во x-оската и поместување од 0,5 kNm / -3750 kN = -0,000133m = -0,133 mm.
Кога се натоварени со Mz 500 Nm, се добива извртување од 0,5 kNm / 343.4 kNm = 0.00146 rad околу z-оската (и без поместување).

Матрица за калибрација за 5AR сензори

Сензорите од типот 5А овозможуваат мерење на силата Fz и моментите Mxand My.
Сензорите 5AR може да се користат за прикажување на 3 ортогонални сили Fx, Fy и Fz, кога измерените вртежи се поделени со рачката z (растојание на примена на сила Fx, Fy на потеклото на координатниот систем).

	гл1	гл2	гл3	гл4
Fz во N / mV/V	100,00	100,00	100,00	100,00
Mx во Nm / mV/V	0,00	-1,30	0,00	1,30
Мојот во Nm / mV/V	1,30	0,00	-1,30	0,00
H	0,00	0,00	0,00	0,00

Силата во насока z се пресметува со множење и собирање на матричните елементи од првиот ред A1J со линиите на векторот на излезните сигнали uj

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

Example: на сите 6 мерни канали се прикажува u1 = u2 = u3 = u4 = 1.00 mV/V. Потоа присилете Fz резултати од 400 N.

Матрицата за калибрација А на сензорот 5AR има димензии 4 x. 4
Векторот u на излезните сигнали на мерењето ampлафијачот има димензии 4 x. 1 Векторот на резултатот (Fz, Mx, My, H) има димензија од 4 x. 1 На излезите од ch1, ch2 и ch3 по примената на матрицата за калибрација, се прикажуваат силата Fz и моментите Mx и My. На Канал 4 излезот H постојано се прикажува 0V до четвртата линија.

Пуштање во работа на сензорот

Софтверот BlueDAQ се користи за прикажување на измерените сили и моменти. Софтверот BlueDAQ и сродните прирачници може да се преземат од webсајт.

Чекор	Опис
1	Инсталација на софтверот Blue DAQ
2	Поврзете го мерењето ampзалажувач BX8 преку USB порта; Поврзете го сензорот 6AXX со мерењето ampлафикатор. Вклучете го мерењето ampживописен.
3	Копирај го директориумот со матрица за калибрација (испорачан USB стик) на соодветен диск и патека.
4	Стартувајте го софтверот Blue DAQ
5	Главен прозорец: Копче Додај канал; Изберете тип на уред: BX8 Изберете интерфејс: на прample COM3Изберете канал од 1 до 6 за да го отворите копчето за поврзување
6	Главен прозорец: Копче Специјален сензор Изберете сензор со шест оски
7	Прозорец „Поставки на сензорот со шест оски: Копче Додај сензор
8	а) Копче Промена на насока Изберете го директориумот со files Сериски број.дат и Сериски број. Матрица. б) Копче Изберете Сензор и изберете Сериски број в) Копче Автоматско преименување канали г) доколку е потребно. Изберете го поместувањето на точката на примена на сила. д) Копче OK Овозможи го овој сензор
9C	Изберете прозорец за рекордер Yt“, започнете со мерење;

Пуштање во употреба на сензорот 6×12

Кога го ставате во функција сензорот 6×12, каналите од 1 до 6 од мерењето ampзаградувачот на конекторот „А“ мора да биде доделен на компонентите од 1 до 6.

Канали 7…12 од мерењето ampлафијачот на конекторот „B“ се доделени на компонентите од 7 до 12.

Кога го користите кабелот за синхронизација, 25-пинските SUB-D женски конектори (машки) на задната страна на ampлафијачот се поврзани со кабелот за синхронизација.

Кабелот за синхронизација ги поврзува портите бр. 16 од мерењето ampлификатори А и Б едни со други.

За ampзајакнувач Портата 16 е конфигурирана како излез за функцијата како главен, за ampзајакнувачот Bport 16 е конфигуриран како влез за функцијата како slave.

Поставките може да се најдат во „Уред“ Напредно поставување“ Dig-IO.

Совет: Конфигурацијата на фреквенцијата на податоци мора да се направи кај „Master“ како и кај „Slave“. Мерната фреквенција на господарот никогаш не треба да биде поголема од фреквенцијата на мерење на slave.