Návod na použitie viaczložkového snímača Interface 6AXX

Sada viaczložkových snímačov 6AXX obsahuje šesť nezávislých snímačov sily vybavených tenzometrami. Pomocou šiestich signálov snímača sa použije výpočtové pravidlo na výpočet síl v rámci troch priestorových osí a troch momentov okolo nich. Rozsah merania viaczložkového snímača je určený:

rozsahmi merania šiestich nezávislých snímačov sily a
geometrickým usporiadaním šiestich snímačov sily alebo priemerom snímača.

Jednotlivé signály zo šiestich snímačov sily nemožno priamo priradiť k určitej sile alebo momentu vynásobením koeficientom mierky.

Výpočtové pravidlo možno presne opísať matematicky krížovým súčinom kalibračnej matice s vektorom šiestich signálov snímača.

Tento funkčný prístup má nasledujúce výhodytages:

Obzvlášť vysoká tuhosť,

Mimoriadne efektívne oddelenie šiestich zložiek („low cross-talk“).

Kalibračná matica

Kalibračná matica A popisuje spojenie medzi indikovanými výstupnými signálmi U merania amplifier na kanáloch 1 až 6 (u1, u2, u3, u4, u5, u6) a zložky 1 až 6 (Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz) vektora zaťaženia L.

Nameraná hodnota: výstupné signály u1, u2, …u6 na kanáloch 1 až 6	výstupný signál U
Vypočítaná hodnota: sily Fx, Fy, Fz; momenty Mx, My, Mz	Vektor zaťaženia L
Pravidlo výpočtu: Krížový súčin	L = A x U

Kalibračná matica Aij obsahuje 36 prvkov, usporiadaných v 6 riadkoch (i=1..6) a 6 stĺpcoch (j=1..6).
Jednotkou prvkov matice je N/(mV/V) v riadkoch 1 až 3 matice.
Jednotkou prvkov matice je Nm/(mV/V) v riadkoch 4 až 6 matice.
Kalibračná matica závisí od vlastností snímača a od vlastností merania ampdoživotné.
Platí pre meranie BX8 amplifier a pre všetkých ampliifier, ktoré označujú výstupné signály mostíka v mV/V.
Prvky matice môžu byť zmenené v iných jednotkách spoločným faktorom prostredníctvom násobenia (pomocou „skalárneho súčinu“).
Kalibračná matica vypočítava momenty okolo začiatku základného súradnicového systému.
Počiatok súradnicového systému sa nachádza v bode, kde sa os z pretína s protiľahlým povrchom snímača. 1) Pôvod a orientácia osí sú znázornené rytinou na čelnom povrchu snímača.

1) Poloha počiatku sa môže líšiť v závislosti od rôznych typov snímačov 6AXX. Pôvod je zdokumentovaný v kalibračnom liste. Napr. počiatok 6A68 je v strede snímača.

Example kalibračnej matice (6AXX, 6ADF)

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

Sila v smere x sa vypočíta vynásobením a sčítaním prvkov matice prvého riadku a1j s riadkami vektora výstupných signálov 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

Napríkladample: na všetkých 6 meracích kanáloch je zobrazené u1 = u2 = u3 = u4 = u5 =u6 = 1.00 mV/V. Potom je sila Fx -13.7 N. Sila v smere z sa vypočíta podľa toho vynásobením a sčítaním tretieho riadku matice a3j s vektorom uvedeného obj.tages 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 pre snímače 6AXX / 6ADF

Pri použití kalibračného postupu „Matrix Plus“ sa vypočítajú dva krížové produkty: matica A x U + matica B x U *

Namerané hodnoty: výstupné signály u1, u2, … u6 na kanáloch 1 až 6	výstupné signály U
Namerané hodnoty sú výstupné signály ako zmiešané produkty: u1u2, u1u3, u1u4, u1u5, u1u6, u2u3 kanálov 1 až 6	výstupné signály U*
Vypočítaná hodnota: Sily Fx, Fy, Fz;Momenty Mx, My, Mz	Vektor zaťaženia L.
Pravidlo výpočtu: Krížový súčin	L = A x U + B x U*

Example kalibračnej matice „B“

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

Sila v smere x sa vypočíta vynásobením a sčítaním prvkov matice A prvého riadku a1j s riadkami j vektora výstupných signálov uj plus prvky matice B prvého riadku a1j s riadkami j vektora zmiešané kvadratické výstupné signály:

Example z 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 z 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
Pozor: Zloženie zmiešaných kvadratických členov sa môže meniť v závislosti od senzora.

Offset pôvodu

Sily, ktoré nie sú aplikované v počiatku súradnicového systému, sú znázornené indikátorom vo forme momentov Mx, My a Mz na základe ramena páky.

Všeobecne povedané, sily pôsobia vo vzdialenosti z od protiľahlého povrchu snímača. Umiestnenie prenosu sily môže byť tiež posunuté v smere x a z podľa potreby.

Ak sú sily aplikované vo vzdialenosti x, y alebo z od začiatku súradnicového systému a je potrebné zobraziť momenty okolo miesta prenosu ofsetovej sily, sú potrebné nasledujúce korekcie:

Opravené momenty Mx1, My1, Mz1 po posune prenosu sily (x, y, z) od východiska

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

Poznámka: Snímač je vystavený aj momentom Mx, My a Mz, pričom sú zobrazené momenty Mx1, My1 a Mz1. Prípustné momenty Mx, My a Mz sa nesmú prekročiť.

Zmena mierky kalibračnej matice

Odkazovaním prvkov matice na jednotku mV/V možno kalibračnú maticu použiť na dostupné ampzáchranári.

Na meranie BSC8 platí kalibračná matica s prvkami matice N/V a Nm/V ampzvlhčovač so vstupnou citlivosťou 2 mV / V a výstupným signálom 5 V so vstupným signálom 2 mV / V.

Násobením všetkých prvkov matice 2/5 sa matica zmení z N/(mV/V) a Nm/(mV/V) pre výstup 5V pri vstupnej citlivosti 2 mV/V (BSC8).

Vynásobením všetkých prvkov matice faktorom 3.5/10 sa matica upraví od N/(mV/V) a Nm/(mV/V) pre výstupný signál 10 V pri vstupnej citlivosti 3.5 mV/V (BX8 )

Jednotkou faktora je (mV/V)/V
Jednotkou prvkov vektora zaťaženia (u1, u2, u3, u4, u5, u6) sú obj.tagje vo V

Example z Fx

Analógový výstup s BX8, vstupná citlivosť 3.5 mV / V, výstupný signál 10 V:
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 pre snímače 6AXX

Pri snímačoch 6A150, 6A175, 6A225, 6A300 je možné na kompenzáciu chýb použiť maticu 6×12 namiesto matice a6x6.

Matica 6×12 ponúka najvyššiu presnosť a najnižšie presluchy a odporúča sa pre snímače od sily 50 kN.

V tomto prípade majú snímače celkom 12 meracích kanálov a dva konektory. Každý konektor obsahuje elektricky nezávislý snímač sily a krútiaceho momentu so 6 signálmi snímača. Každý z týchto konektorov je pripojený k vlastnému meraciemu ampčistič BX8.

Namiesto použitia matice 6×12 je možné snímač použiť aj výhradne s konektorom A, alebo výhradne s konektorom B, prípadne s oboma konektormi pre redundantné meranie. V tomto prípade je dodávaná matrica 6×6 pre konektor A a pre konektor B. Matica 6×6 je dodávaná štandardne.

Synchronizácia nameraných údajov môže byť vykonaná napr. pomocou synchronizačného kábla. Pre amplifiers s rozhraním EtherCat je možná synchronizácia cez BUS linky.

Sily Fx, Fy, Fz a momenty Mx, My, Mz sú vypočítané v softvéri BlueDAQ. Tam sa 12 vstupných kanálov u1…u12 vynásobí maticou A 6×12, čím sa získa 6 výstupných kanálov vektora zaťaženia L.

Kanály konektora „A“ sú priradené ku kanálom 1…6 v softvéri BlueDAQ. Kanály konektora „B“ sú v softvéri BlueDAQ priradené ku kanálom 7…12.
Po načítaní a aktivácii matice 6×12 v softvéri BlueDAQ sa sily a momenty zobrazia na kanáloch 1 až 6.
Kanály 7…12 obsahujú nespracované údaje konektora B a nie sú relevantné pre ďalšie vyhodnotenie. Tieto kanály (s označením „dummy7“) až „dummy12“) môžu byť skryté môžu byť skryté Pri použití matice 6×12 sú sily a momenty vypočítané výlučne softvérom, pretože pozostáva z údajov z dvoch samostatných meraní. ampzáchranári.

Tip: Pri použití softvéru BlueDAQ je možné konfiguráciu a prepojenie s maticou 6×12 vykonať pomocou „Uložiť reláciu“. a stlačí sa „Otvoriť reláciu“. takže konfigurácia snímača a kanála sa musí vykonať iba raz.

Matica tuhosti

Example matice tuhosti

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

Pri zaťažení 5 kN v smere x je výsledkom posun 5 / 93.8 mm = 0.053 mm v smere x a skrútenie 5 kN / 3750 kN = 0.00133 rad v smere y.
Pri zaťažení 15 kN v smere z posun o 15 / 387.9 mm = 0.039 mm v smere z (bez skrútenia).
Pri Mx 500 Nm krútenie 0,5 kNm / 505,2 kNm = 0.00099 rad vedie na osi x a posun od 0,5 kNm / -3750 kN = -0,000133 m = -0,133 mm.
Pri zaťažení Mz 500 Nm je výsledkom skrútenia 0,5 kNm / 343.4 kNm = 0.00146 rad okolo osi z (a žiadny posun).

Kalibračná matica pre 5AR senzory

Snímače typu 5ARumožňujú meranie sily Fz a momentov Mx a My.
Snímače 5AR je možné použiť na zobrazenie 3 ortogonálnych síl Fx, Fy a Fz, kedy sú namerané momenty delené ramenom páky z (vzdialenosť pôsobenia sily Fx, Fy pôvodu súradnicového systému).

	ch1	ch2	ch3	ch4
Fz v N / mV / V	100,00	100,00	100,00	100,00
Mx v Nm/mV/V	0,00	-1,30	0,00	1,30
Moje v Nm / mV / V	1,30	0,00	-1,30	0,00
H	0,00	0,00	0,00	0,00

Sila v smere z sa vypočíta vynásobením a sčítaním prvkov matice prvého radu A1J s čiarami vektora výstupných signálov uj

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

Example: na všetkých 6 meracích kanáloch je zobrazené u1 = u2 = u3 = u4 = 1.00 mV/V. Potom použite výsledky Fz 400 N.

Kalibračná matica A snímača 5AR má rozmery 4 x. 4
Vektor u výstupných signálov merania amplifier má rozmery 4 x. 1 Výsledný vektor (Fz, Mx, My, H) má rozmer 4 x. 1 Na výstupoch ch1, ch2 a ch3 sa po aplikácii kalibračnej matice zobrazí sila Fz a momenty Mx a My. Na výstupe kanála 4 H je trvalo zobrazené 0V štvrtým riadkom.

Uvedenie snímača do prevádzky

Na zobrazenie nameraných síl a momentov sa používa softvér BlueDAQ. Softvér BlueDAQ a súvisiace príručky si môžete stiahnuť z webstránky.

Krok	Popis
1	Inštalácia softvéru Blue DAQ
2	Pripojte meranie ampzvlhčovač BX8 cez USB port; Pripojte snímač 6AXX k meraniu amplifikátor. Zapnite meranie ampdoživotné.
3	Skopírujte adresár s kalibračnou maticou (dodaný USB kľúč) na vhodný disk a cestu.
4	Spustite softvér Blue DAQ
5	Hlavné okno: Tlačidlo Pridať kanál; Vyberte typ zariadenia: BX8 Vyberte rozhranie: naprample COM3Vyberte kanál 1 až 6 na otvorenie Button Connect
6	Hlavné okno: Tlačidlo Špeciálny snímač Výber šesťosového snímača
7	Okno „Nastavenia šesťosového snímača: Tlačidlo Pridať snímač
8	a) Tlačidlo Zmeniť adresár Pomocou tlačidla vyberte adresár files Sériové číslo.dat a Sériové číslo. Matrix. b) Tlačidlo Vybrať snímač a vybrať Sériové číslo c) Tlačidlo Automaticky premenovať kanály d) ak je to potrebné. Vyberte posunutie bodu pôsobenia sily. e) Tlačidlo OK Povoliť tento snímač
9C	Okno Select Recorder Yt”, spustite meranie;

Uvedenie snímača 6×12 do prevádzky

Pri uvádzaní snímača 6×12 do prevádzky, kanály 1 až 6 merania ampKonektor „A“ kondenzátora musí byť priradený komponentom 1 až 6.

Kanály 7…12 merania ampKonektory na konektore „B“ sú priradené komponentom 7 až 12.

Keď používate synchronizačný kábel, 25-kolíkové samičie konektory SUB-D (samec) na zadnej strane amplifier sú pripojené k synchronizačnému káblu.

Synchronizačný kábel spája porty č. 16 merania amplifikátory A a B navzájom.

Pre amplifier Port 16 je nakonfigurovaný ako výstup pre funkciu master, for amplifier Bport 16 je nakonfigurovaný ako vstup pre funkciu slave.

Nastavenia nájdete v časti „Device“ Advanced Setting“ Dig-IO.

Tip: Konfigurácia dátovej frekvencie musí byť vykonaná na „Master“ aj na „Slave“. Meracia frekvencia mastera by nikdy nemala byť vyššia ako meracia frekvencia slave.