Priročnik za uporabo večkomponentnega senzorja vmesnika 6AXX

Komplet večkomponentnih senzorjev 6AXX obsega šest neodvisnih senzorjev sile, opremljenih z merilniki napetosti. Z uporabo šestih senzorskih signalov se uporabi računsko pravilo za izračun sil znotraj treh prostorskih osi in treh momentov okoli njih. Merilno območje večkomponentnega senzorja je določeno:

z merilnimi območji šestih neodvisnih senzorjev sile in
z geometrijsko razporeditvijo šestih senzorjev sile ali s premerom senzorja.

Posamezni signali iz šestih senzorjev sile se ne morejo neposredno povezati z določeno silo ali momentom z množenjem s faktorjem skaliranja.

Računsko pravilo je mogoče natančno opisati v matematičnih izrazih z navzkrižnim produktom iz umeritvene matrike z vektorjem šestih senzorskih signalov.

Ta funkcionalni pristop ima naslednje prednostitages:

Posebno visoka togost,

Posebej učinkovito ločevanje šestih komponent ("nizek navzkrižni zvok").

Umeritvena matrika

Umeritvena matrika A opisuje povezavo med navedenimi izhodnimi signali U meritve amplifier na kanalih 1 do 6 (u1, u2, u3, u4, u5, u6) in komponente 1 do 6 (Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz) obremenitvenega vektorja L.

Izmerjena vrednost: izhodni signali u1, u2, …u6 na kanalih 1 do 6	izhodni signal U
Izračunana vrednost: sile Fx, Fy, Fz; trenutki Mx, My, Mz	Vektor obremenitve L
Pravilo izračuna: navzkrižni zmnožek	L = A x U

Umeritvena matrika Aij vključuje 36 elementov, razporejenih v 6 vrstic (i=1..6) in 6 stolpcev (j=1..6).
Enota elementov matrike je N/(mV/V) v vrsticah 1 do 3 matrike.
Enota elementov matrike je Nm/(mV/V) v vrsticah 4 do 6 matrike.
Umeritvena matrika je odvisna od lastnosti senzorja in meritve amplifier.
Velja za merjenje BX8 amplifier in za vse amplifierji, ki označujejo izhodne signale mostu v mV/V.
Elemente matrike je mogoče spremeniti v druge enote s skupnim faktorjem z množenjem (z uporabo "skalarnega produkta").
Umeritvena matrika izračuna momente okoli izhodišča osnovnega koordinatnega sistema.
Izhodišče koordinatnega sistema se nahaja na točki, kjer se z-os seka z obrnjeno površino senzorja. 1) Izhodišče in usmeritve osi so prikazane z gravuro na obrnjeni površini senzorja.

1) Položaj izvora se lahko razlikuje glede na različne vrste senzorjev 6AXX. Izvor je dokumentiran v kalibracijskem listu. Izvor 6A68 je npr. v središču senzorja.

Example kalibracijske matrike (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 smeri x se izračuna tako, da se elementi matrike prve vrstice a1j pomnožijo in seštejejo z vrsticami vektorja izhodnih signalov 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

Na primerample: na vseh 6 merilnih kanalih je prikazan u1 = u2 = u3 = u4 = u5 =u6 = 1.00 mV/V. Potem je tu sila Fx -13.7 N. Sila v smeri z se ustrezno izračuna tako, da se tretja vrstica matrike a3j pomnoži in sešteje z vektorjem navedene vol.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 za senzorje 6AXX / 6ADF

Pri uporabi postopka umerjanja »Matrix Plus« se izračunata dva navzkrižna produkta: matrika A x U + matrika B x U *

Izmerjene vrednosti: izhodni signali u1, u2, … u6 na kanalih 1 do 6	izhodni signali U
Izmerjene vrednosti so izhodni signali kot mešani produkti: u1u2, u1u3, u1u4, u1u5, u1u6, u2u3 kanalov 1 do 6	izhodni signali U*
Izračunana vrednost: sile Fx, Fy, Fz; trenutki Mx, My, Mz	Vektor obremenitve L.
Pravilo izračuna: navzkrižni zmnožek	L = A x U + B x U*

Example kalibracijske matrike "B"

	u1·u2 v (mV/V)²	u1·u3 v (mV/V)²	u1·u4 v (mV/V)²	u1·u5 v (mV/V)²	u1·u6 v (mV/V)²	u2·u3 v (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 smeri x se izračuna z množenjem in seštevanjem matričnih elementov A prve vrstice a1j z vrsticami j vektorja izhodnih signalov uj plus matričnih elementov B prve vrstice a1j z vrsticami j vektorja mešani kvadratni izhodni signali:

Example od 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 od 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: Sestava mešanih kvadratnih členov se lahko spreminja glede na senzor.

Odmik izvora

Sile, ki ne delujejo v izhodišču koordinatnega sistema, so prikazane z indikatorjem v obliki momentov Mx, My in Mz na podlagi kraka vzvoda.

Na splošno velja, da sile delujejo na razdalji z od obrnjene površine senzorja. Mesto prenosa sile se lahko po potrebi premakne tudi v smeri x in z.

Če sile delujejo na razdalji x, y ali z od izhodišča koordinatnega sistema in je treba prikazati trenutke okoli mesta prenosa sile zamika, so potrebni naslednji popravki:

Popravljeni momenti Mx1, My1, Mz1 po premiku v prenosu sile (x, y, z) od izhodišča

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

Opomba: Senzor je izpostavljen tudi trenutkom Mx, My in Mz, pri čemer so prikazani trenutki Mx1, My1 in Mz1. Dovoljeni momenti Mx, My in Mz ne smejo biti preseženi.

Skaliranje kalibracijske matrike

Če se elementi matrike nanašajo na enoto mV/V, se lahko umeritvena matrika uporabi za vse razpoložljive amposvežilci.

Umeritvena matrika z elementi matrike N/V in Nm/V velja za merjenje BSC8 amplifier z vhodno občutljivostjo 2 mV/V in izhodnim signalom 5V z vhodnim signalom 2mV/V.

Množenje vseh elementov matrike s faktorjem 2/5 poveča matriko iz N/(mV/V) in Nm/(mV/V) za izhod 5 V pri vhodni občutljivosti 2 mV/V (BSC8).

Z množenjem vseh elementov matrike s faktorjem 3.5/10 se matrika skalira iz N/(mV/V) in Nm/(mV/V) za izhodni signal 10 V pri vhodni občutljivosti 3.5 mV/V (BX8 )

Enota faktorja je (mV/V)/V
Enota elementov vektorja obremenitve (u1, u2, u3, u4, u5, u6) je vol.tagje v V

Example od Fx

Analogni izhod z BX8, vhodna občutljivost 3.5 mV / V, izhodni signal 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)

Matrika 6×12 za senzorje 6AXX

Pri senzorjih 6A150, 6A175, 6A225, 6A300 je možna uporaba matrike 6×12 namesto matrike 6x6 za kompenzacijo napak.

Matrika 6×12 ponuja najvišjo natančnost in najmanjši presluh ter je priporočljiva za senzorje od 50kN sile.

Senzorji imajo v tem primeru skupno 12 merilnih kanalov in dva priključka. Vsak konektor vsebuje električno neodvisen senzor sile-navora s 6 senzorskimi signali. Vsak od teh konektorjev je povezan z lastnim merilnikom ampLifier BX8.

Namesto uporabe matrike 6×12 se senzor lahko uporablja tudi izključno s konektorjem A, ali izključno s konektorjem B ali z obema konektorjema za redundantno merjenje. V tem primeru je za konektor A in za konektor B dobavljena matrika 6×6. Matrika 6×6 je standardno dobavljena.

Sinhronizacija izmerjenih podatkov je lahko npr. s pomočjo sinhronizacijskega kabla. Za amplifierji z vmesnikom EtherCat je možna sinhronizacija preko BUS linij.

Sile Fx, Fy, Fz in momenti Mx, My, Mz so izračunani v programski opremi BlueDAQ. Tam se 12 vhodnih kanalov u1…u12 pomnoži z matriko A 6×12, da dobimo 6 izhodnih kanalov obremenitvenega vektorja L.

Kanali konektorja “A” so v programski opremi BlueDAQ dodeljeni kanalom 1…6. Kanali konektorja “B” so v programski opremi BlueDAQ dodeljeni kanalom 7…12.
Po nalaganju in aktiviranju matrike 6×12 v programski opremi BlueDAQ se sile in momenti prikažejo na kanalih 1 do 6.
Kanali 7…12 vsebujejo neobdelane podatke konektorja B in niso pomembni za nadaljnjo oceno. Ti kanali (z oznako »dummy7«) do »dummy12«) so lahko skriti lahko so skriti Pri uporabi matrike 6×12 se sile in momenti izračunajo izključno s programsko opremo, saj je sestavljena iz podatkov dveh ločenih meritev. amposvežilci.

Nasvet: Pri uporabi programske opreme BlueDAQ lahko konfiguracijo in povezavo z matriko 6×12 izvedete s »Shrani sejo«. in pritisnete »Odprta seja«. tako da je treba konfiguracijo senzorja in kanala izvesti le enkrat.

Matrika togosti

Example matrike togosti

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	fiks
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	fiz

Pri obremenitvi s 5 kN v smeri x pride do premika 5 / 93.8 mm = 0.053 mm v smeri x in zasuka 5 kN / 3750 kN = 0.00133 rad v smeri y.
Pri obremenitvi s 15 kN v smeri z premik 15 / 387.9 mm = 0.039 mm v smeri z (in brez zasuka).
Pri Mx 500 Nm pride do zasuka 0,5 kNm / 505,2 kNm = 0.00099 rad na osi x in premika od 0,5 kNm / -3750 kN = -0,000133 m = -0,133 mm.
Pri obremenitvi z Mz 500 Nm pride do zvijanja 0,5 kNm / 343.4 kNm = 0.00146 rad okoli osi z (in brez premika).

Kalibracijska matrica za senzorje 5AR

Senzorji tipa 5AR omogočajo merjenje sile Fz ter momentov Mx in My.
Senzorji 5AR se lahko uporabljajo za prikaz 3 pravokotnih sil Fx, Fy in Fz, ko so izmerjeni navori deljeni z roko vzvoda z (razdalja uporabe sile Fx, Fy izhodišča koordinatnega sistema).

	pog1	pog2	pog3	pog4
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 smeri z se izračuna tako, da se matrični elementi prve vrstice A1J pomnožijo in seštejejo s črtami vektorja izhodnih signalov uj

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

Example: na vseh 6 merilnih kanalih je prikazan u1 = u2 = u3 = u4 = 1.00 mV/V. Nato prisilite rezultate Fz 400 N.

Kalibracijska matrika A senzorja 5AR ima dimenzije 4 x. 4
Vektor u izhodnih signalov merilnika amplifier ima dimenzije 4 x. 1 Vektor rezultata (Fz, Mx, My, H) ima dimenzijo 4 x. 1 Na izhodih ch1, ch2 in ch3 po uporabi kalibracijske matrike se prikažejo sila Fz ter momenti Mx in My. Na izhodu kanala 4 je v četrti vrstici stalno prikazan 0V.

Zagon senzorja

Programska oprema BlueDAQ se uporablja za prikaz izmerjenih sil in momentov. Programsko opremo BlueDAQ in povezane priročnike lahko prenesete s spletnega mesta webmesto.

korak	Opis
1	Namestitev programske opreme Blue DAQ
2	Priključite meritev amplifier BX8 prek vrat USB; Priključite senzor 6AXX na merilnik amplifier. Vklopite merjenje amplifier.
3	Kopirajte imenik s kalibracijsko matriko (priložen ključ USB) na ustrezen pogon in pot.
4	Zaženite programsko opremo Blue DAQ
5	Glavno okno: Gumb Dodaj kanal; Izberite vrsto naprave: BX8 Izberite vmesnik: nprample COM3Izberite kanal od 1 do 6, da odprete gumb za povezavo
6	Glavno okno: Gumb Posebni senzor Izberite šestosni senzor
7	Okno »Nastavitve šestosnega senzorja: gumb Dodaj senzor
8	a) Gumb Spremeni smer Izberite imenik z files Serijska številka.dat in Serijska številka. Matrix. b) Gumb Izberi senzor in izberite Serijska številka c) Gumb Samodejno preimenuj kanale d) če je potrebno. Izberite premik točke delovanja sile. e) Gumb OK Omogoči ta senzor
9C	Izberite okno Recorder Yt, začnite meritev;

Zagon senzorja 6×12

Pri zagonu senzorja 6×12 kanali 1 do 6 merilnega amplifier na konektorju "A" mora biti dodeljen komponentam 1 do 6.

Kanali 7…12 merilnih amplifier na priključku "B" so dodeljeni komponentam 7 do 12.

Pri uporabi sinhronizacijskega kabla so 25-pinski SUB-D ženski konektorji (moški) na zadnji strani amplifier so povezani s sinhronizacijskim kablom.

Sinhronizacijski kabel povezuje vrata št. 16 meritev amplifiers A in B drug z drugim.

Za amplifier Vrata 16 so konfigurirana kot izhod za funkcijo kot master, za amplifier Bport 16 je konfiguriran kot vhod za funkcijo slave.

Nastavitve najdete pod »Naprava« Napredne nastavitve« Dig-IO.

Namig: Konfiguracija podatkovne frekvence mora biti opravljena na "Master" in "Slave". Merilna frekvenca nadrejenega ne sme nikoli biti višja od merilne frekvence pomožnega.