Mga Load Cell 301 Gabay
301 Load Cell
Mga Katangian at Application ng Load Cell
©1998–2009 Interface Inc.
Binago 2024
Lahat ng karapatan ay nakalaan.
Ang Interface, Inc. ay hindi gumagawa ng warranty, ipinahayag man o ipinahiwatig, kabilang ang, ngunit hindi limitado sa, anumang ipinahiwatig na mga garantiya ng kakayahang maikalakal o kaangkupan para sa isang partikular na layunin, patungkol sa mga materyal na ito, at ginagawang available lamang ang mga naturang materyal sa batayan na "kung ano na" .
Sa anumang pagkakataon ay mananagot ang Interface, Inc. sa sinuman para sa mga espesyal, collateral, nagkataon, o kinahinatnang pinsala na may kaugnayan sa o nagmula sa paggamit ng mga materyal na ito.
Interface® , Inc. 7401 Butherus Drive
Scottsdale, Arizona 85260
480.948.5555 phone
contact@interfaceforce.com
http://www.interfaceforce.com
Maligayang pagdating sa Interface Load Cell 301 Guide, isang kailangang-kailangan na teknikal na mapagkukunan na isinulat ng mga eksperto sa pagsukat ng puwersa ng industriya. Idinisenyo ang advanced na gabay na ito para sa mga test engineer at mga user ng measurement device na naghahanap ng mga komprehensibong insight sa performance at optimization ng load cell.
Sa praktikal na gabay na ito, tinutuklasan namin ang mga kritikal na paksa na may mga teknikal na paliwanag, visualization, at siyentipikong detalye na mahalaga para sa pag-unawa at pag-maximize ng functionality ng mga load cell sa magkakaibang mga aplikasyon.
Matutunan kung paano naaapektuhan ng likas na katigasan ng mga load cell ang kanilang performance sa ilalim ng iba't ibang kondisyon ng paglo-load. Susunod, sinisiyasat namin ang natural na dalas ng load cell, sinusuri ang parehong lightly load at mabigat na load na mga sitwasyon upang maunawaan kung paano naiimpluwensyahan ng mga variation ng load ang frequency response.
Ang contact resonance ay isa pang mahalagang aspeto na malawakang saklaw ng gabay na ito, na nagbibigay-liwanag sa phenomenon at ang mga implikasyon nito para sa mga tumpak na sukat. Bilang karagdagan, tinatalakay namin ang aplikasyon ng mga pag-load ng pagkakalibrate, na binibigyang-diin ang kahalagahan ng pagkondisyon ng cell at pagtugon sa mga epekto at hysteresis sa panahon ng mga pamamaraan ng pagkakalibrate.
Ang mga protocol ng pagsubok at pagkakalibrate ay lubusang sinusuri, na nagbibigay ng makatwirang mga alituntunin para sa pagtiyak ng katumpakan at pagiging maaasahan sa mga proseso ng pagsukat. Sinisiyasat din namin ang aplikasyon ng mga in-use load, na tumutuon sa mga on-axis loading techniques at mga diskarte para sa pagkontrol ng off-axis load para mapahusay ang katumpakan ng pagsukat.
Higit pa rito, tinutuklasan namin ang mga pamamaraan para sa pagbabawas ng mga extraneous na epekto sa paglo-load sa pamamagitan ng pag-optimize ng disenyo, na nag-aalok ng mahahalagang insight sa pagpapagaan ng mga panlabas na impluwensya sa pagganap ng load cell. Ang overload na kapasidad na may extraneous loading at pagharap sa mga impact load ay tinatalakay din nang detalyado upang bigyan ang mga inhinyero ng kaalaman na kailangan para pangalagaan ang mga load cell laban sa masamang kondisyon.
Ang Interface Load Cell 301 Guide ay nagbibigay ng napakahalagang impormasyon upang ma-optimize ang pagganap, mapahusay ang katumpakan, at matiyak ang pagiging maaasahan ng mga sistema ng pagsukat sa iba't ibang mga aplikasyon.
Ang iyong Interface Team
Mga Katangian at Application ng Load Cell
Paninigas ng Load Cell
Madalas gustong gumamit ng load cell ang mga customer bilang elemento sa pisikal na istraktura ng isang makina o assembly. Samakatuwid, nais nilang malaman kung ano ang magiging reaksyon ng cell sa mga puwersang nabuo sa panahon ng pagpupulong at pagpapatakbo ng makina.
Para sa iba pang bahagi ng naturang makina na ginawa mula sa mga stock na materyales, maaaring hanapin ng taga-disenyo ang kanilang mga pisikal na katangian (tulad ng thermal expansion, tigas, at katigasan) sa mga handbook at matukoy ang mga interaksyon ng kanyang mga bahagi batay sa kanyang disenyo. Gayunpaman, dahil ang isang load cell ay binuo sa isang flexure, na isang kumplikadong machined na bahagi na ang mga detalye ay hindi alam ng customer, ang reaksyon nito sa mga puwersa ay magiging mahirap para sa customer na matukoy.
Ito ay isang kapaki-pakinabang na ehersisyo upang isaalang-alang kung paano tumutugon ang isang simpleng pagbaluktot sa mga pagkarga na inilapat sa iba't ibang direksyon. Ang Figure 1, ay nagpapakita ng examples ng isang simpleng flexure na ginawa sa pamamagitan ng paggiling ng cylindrical groove sa magkabilang gilid ng isang piraso ng steel stock. Ang mga pagkakaiba-iba ng ideyang ito ay malawakang ginagamit sa mga makina at test stand upang ihiwalay ang mga load cell mula sa mga side load. Sa ex na itoampAt, ang simpleng flexure ay kumakatawan sa isang miyembro sa isang disenyo ng makina, hindi isang aktwal na load cell. Ang manipis na seksyon ng simpleng flexure ay gumaganap bilang isang virtual frictionless bearing na mayroong maliit na rotational spring constant. Samakatuwid, ang spring constant ng materyal ay maaaring kailangang sukatin at isasaalang-alang sa mga katangian ng pagtugon ng makina. 
Kung maglalapat tayo ng tensile force (FT ) o compressive force (FC ) sa flexure sa isang anggulo sa labas ng centerline nito, ang flexure ay madidistort patagilid ng vector component (F TX) o (FCX ) tulad ng ipinapakita ng may tuldok. balangkas. Kahit na ang mga resulta ay mukhang magkapareho para sa parehong mga kaso, ang mga ito ay lubhang naiiba.
Sa tensile case sa Figure 1, ang flexure ay may posibilidad na yumuko sa pagkakahanay sa off-axis force at ang flexure ay ligtas na nagkakaroon ng equilibrium na posisyon, kahit na sa ilalim ng malaking tensyon.
Sa compressive case, ang reaksyon ng flexure, tulad ng ipinapakita sa Figure 2, ay maaaring maging lubhang mapanira, kahit na ang inilapat na puwersa ay eksaktong parehong magnitude at inilalapat sa parehong linya ng pagkilos bilang ang tensile force, dahil ang flexure ay yumuko mula sa ang linya ng pagkilos ng inilapat na puwersa. Ito ay may posibilidad na tumaas ang side force (F CX) na may resulta na ang flexure
yumuko pa. Kung ang side force ay lumampas sa kakayahan ng flexure na pigilan ang pagliko, ang flexure ay patuloy na yumuko at sa huli ay mabibigo. Kaya, ang failure mode sa compression ay baluktot na pagbagsak, at magaganap sa mas mababang puwersa kaysa maaaring ligtas na mailapat sa pag-igting.
Ang aral na makukuha sa ex na itoample ay ang matinding pag-iingat ay dapat ilapat kapag nagdidisenyo ng mga compressive load cell application gamit ang mga istrukturang columnar. Maaaring palakihin ang mga bahagyang misalignment sa pamamagitan ng paggalaw ng column sa ilalim ng compressive loading, at ang resulta ay maaaring mula sa mga error sa pagsukat hanggang sa kumpletong pagkabigo ng istraktura.
Yung dating example ay nagpapakita ng isa sa mga pangunahing advantages ng Interface® LowProfile® disenyo ng cell. Dahil ang cell ay napakaikli kaugnay sa diameter nito, hindi ito kumikilos tulad ng isang column cell sa ilalim ng compressive loading. Ito ay higit na mapagparaya sa maling pag-load kaysa sa isang column cell.
Ang higpit ng anumang load cell sa kahabaan ng pangunahing axis nito, ang normal na axis ng pagsukat, ay madaling kalkulahin dahil sa na-rate na kapasidad ng cell at ang pagpapalihis nito sa rated load. Ang data ng pagpapalihis ng load cell ay matatagpuan sa Interface® catalog at website.
TANDAAN:
Tandaan na ang mga halagang ito ay karaniwan, ngunit hindi kinokontrol na mga detalye para sa mga load cell. Sa pangkalahatan, ang mga pagpapalihis ay mga katangian ng disenyo ng flexure, ang materyal ng flexure, ang mga gage factor at ang panghuling pagkakalibrate ng cell. Ang mga parameter na ito ay indibidwal na kinokontrol, ngunit ang pinagsama-samang epekto ay maaaring may ilang pagkakaiba-iba.
Gamit ang SSM-100 flexure sa Figure 3, bilang example, ang higpit sa pangunahing axis (Z) ay maaaring kalkulahin tulad ng sumusunod:
Ang ganitong uri ng pagkalkula ay totoo para sa anumang linear load cell sa pangunahing axis nito. Sa kabaligtaran, ang mga stiffness ng (X ) at (Y ) axes ay mas kumplikado upang matukoy ayon sa teorya, at ang mga ito ay karaniwang hindi interesado para sa mga gumagamit ng Mini Cells, sa simpleng dahilan na ang tugon ng mga cell sa dalawang axes na iyon. ay hindi kontrolado tulad ng para sa LowProfile® serye. Para sa Mini Cells, palaging ipinapayong iwasan ang paggamit ng mga side load hangga't maaari, dahil ang pagsasama ng mga off-axis na load sa pangunahing axis na output ay maaaring magpasok ng mga error sa mga sukat.
Para kay exampSa gayon, ang paggamit ng side load (FX ) ay nagiging sanhi ng mga gage sa A upang makita ang tensyon at ang mga gage sa (B) upang makita ang compression. Kung ang mga flexure sa (A) at (B) ay magkapareho at ang mga gage factor ng mga gage sa (A) at (B) ay naitugma, inaasahan namin na ang output ng cell ay kanselahin ang epekto ng side load. Gayunpaman, dahil ang serye ng SSM ay isang low-cost utility cell na karaniwang ginagamit sa mga application na may mababang side load, ang dagdag na gastos sa customer ng pagbabalanse ng side load sensitivity ay karaniwang hindi makatwiran.
Ang tamang solusyon kung saan maaaring mangyari ang mga side load o moment load ay ang tanggalin ang load cell mula sa mga extraneous forces sa pamamagitan ng paggamit ng rod end bearing sa isa o pareho ng mga dulo ng load cell.
Para kay example, Figure 4, ay nagpapakita ng isang tipikal na pag-install ng load cell para sa bigat ng isang bariles ng gasolina na nakaupo sa isang weigh pan, upang matimbang ang gasolina na ginagamit sa mga pagsubok sa makina.
Ang isang clevis ay mahigpit na nakakabit sa support beam sa pamamagitan ng stud nito. Ang rod end bearing ay malayang umiikot sa paligid ng axis ng support pin nito, at maaari ding gumalaw nang humigit-kumulang ±10 degrees sa pag-ikot sa loob at labas ng page at sa paligid ng pangunahing axis ng load cell. Tinitiyak ng mga kalayaang ito sa paggalaw na mananatili ang tension load sa parehong centerline bilang pangunahing axis ng load cell, kahit na hindi nakasentro nang maayos ang load sa weigh pan.
Tandaan na ang nameplate sa load cell ay nagbabasa nang baligtad dahil ang dead end ng cell ay dapat na naka-mount sa support end ng system.
Load Cell Natural Frequency: Lightly Loaded Case
Kadalasan, ang isang load cell ay gagamitin sa isang sitwasyon kung saan ang isang magaan na load, tulad ng isang weigh pan o maliit na test fixture, ay ikakabit sa live na dulo ng cell. Gustong malaman ng user kung gaano kabilis tutugon ang cell sa pagbabago sa paglo-load. Sa pamamagitan ng pagkonekta sa output ng isang load cell sa isang oscilloscope at pagpapatakbo ng isang simpleng pagsubok, matututuhan natin ang ilang katotohanan tungkol sa dynamic na tugon ng cell. Kung mahigpit nating i-mount ang cell sa isang napakalaking bloke at pagkatapos ay i-tap ang aktibong dulo ng cell nang napakagaan gamit ang isang maliit na martilyo, makikita natin ang isang
damped sine wave train (isang serye ng mga sine wave na unti-unting bumababa sa zero).
TANDAAN:
Gumamit ng labis na pag-iingat kapag naglalagay ng impact sa isang load cell. Ang mga antas ng puwersa ay maaaring makapinsala sa cell, kahit na sa napakaikling pagitan.
Ang dalas (bilang ng mga cycle na nagaganap sa isang segundo) ng vibration ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pagsukat sa oras (T ) ng isang kumpletong cycle, mula sa isang positive-going zero crossing papunta sa susunod. Ang isang cycle ay ipinahiwatig sa larawan ng oscilloscope sa Figure 5, sa pamamagitan ng bold trace line. Alam ang panahon (oras para sa isang cycle), maaari nating kalkulahin ang natural na dalas ng libreng oscillation ng load cell ( fO ) mula sa formula:
Interesado ang natural na dalas ng load cell dahil magagamit natin ang halaga nito para tantiyahin ang dynamic na tugon ng load cell sa isang lightly load na system.
TANDAAN:
Ang mga natural na frequency ay karaniwang mga halaga, ngunit hindi isang kinokontrol na detalye. Ang mga ito ay ibinibigay sa Interface® catalog lamang bilang tulong sa user.
Ang katumbas na spring-mass system ng isang load cell ay ipinapakita sa Figure 6. 
Ang masa (M1) ay tumutugma sa masa ng live na dulo ng cell, mula sa attachment point hanggang sa manipis na mga seksyon ng flexure. Ang spring, na mayroong spring constant (K), ay kumakatawan sa spring rate ng manipis na seksyon ng pagsukat ng flexure. Ang masa (M2), ay kumakatawan sa idinagdag na masa ng anumang mga fixture na nakakabit sa live na dulo ng load cell.
Iniuugnay ng Figure 7 ang mga teoretikal na masa na ito sa aktwal na masa sa isang tunay na sistema ng load cell. Tandaan na ang spring constant (K ) ay nangyayari sa dividing line sa manipis na seksyon ng flexure.
Ang natural na frequency ay isang pangunahing parameter, ang resulta ng disenyo ng load cell, kaya dapat na maunawaan ng user na ang pagdaragdag ng anumang masa sa aktibong dulo ng load cell ay magkakaroon ng epekto ng pagpapababa ng kabuuang natural frequency ng system. Para kay exampSa gayon, maaari nating isipin na bahagyang humila pababa sa mass M1 sa Figure 6 at pagkatapos ay bitawan. Ang masa ay oscillate pataas at pababa sa isang dalas na tinutukoy ng spring constant (K ) at ang mass ng M1.
Sa katunayan, ang mga oscillation ay damp habang umuusad ang oras sa halos parehong paraan tulad ng sa Figure 5.
Kung i-bolt natin ngayon ang masa (M2 ) sa (M1),
ang tumaas na mass loading ay magpapababa sa natural frequency ng springmass system. Sa kabutihang palad, kung alam natin ang mga masa ng (M1 ) at (M2) at ang natural na dalas ng orihinal na kumbinasyon ng spring-mass, maaari nating kalkulahin ang halaga na ang natural na dalas ay ibababa sa pamamagitan ng pagdaragdag ng (M2), alinsunod sa ang formula:
Para sa isang electrical o electronic engineer, ang static na pagkakalibrate ay isang (DC ) na parameter, samantalang ang dynamic na tugon ay isang (AC) na parameter. Ito ay kinakatawan sa Figure 7, kung saan ang DC calibration ay ipinapakita sa factory calibration certificate, at ang mga user ay gustong malaman kung ano ang magiging tugon ng cell sa ilang dalas ng pagmamaneho na kanilang gagamitin sa kanilang mga pagsubok.
Pansinin ang pantay na espasyo ng "Frequency" at "Output" na mga linya ng grid sa graph sa Figure 7. Parehong ito ay logarithmic function; ibig sabihin, kinakatawan nila ang isang factor ng 10 mula sa isang linya ng grid hanggang sa susunod. Para kay example, "0 db" ay nangangahulugang "walang pagbabago"; Ang ibig sabihin ng “+20 db” ay “10 beses na kasing dami ng 0 db”; Ang ibig sabihin ng “–20 db” ay “1/10 hanggang 0 db”; at “–40 db” ay nangangahulugang “1/100 hanggang 0 db.”
Sa pamamagitan ng paggamit ng logarithmic scaling, maaari kaming magpakita ng mas malaking hanay ng mga halaga, at ang mas karaniwang mga katangian ay lumalabas na mga tuwid na linya sa graph. Para kay example, ipinapakita ng dashed line ang pangkalahatang slope ng response curve sa itaas ng natural frequency. Kung ipagpapatuloy namin ang graph pababa at pababa sa kanan, ang tugon ay magiging asymptotic (papalapit nang palapit) sa putol-putol na tuwid na linya.
TANDAAN:
Ang curve sa Figure 63 ay ibinigay lamang upang ipakita ang tipikal na tugon ng isang lightly load na load cell sa ilalim ng pinakamabuting kalagayan na kondisyon. Sa karamihan ng mga pag-install, ang mga resonance sa mga attaching fixtures, test frame, driving mechanism at UUT (unit under test) ang mangingibabaw sa tugon ng load cell.
Load Cell Natural Frequency: Heavily Loaded Case
Sa mga kaso kung saan ang load cell ay mekanikal na mahigpit na pinagsama sa isang sistema kung saan ang mga masa ng mga bahagi ay makabuluhang mas mabigat kaysa sa sariling masa ng load cell, ang load cell ay may posibilidad na kumilos tulad ng isang simpleng spring na nag-uugnay sa elemento ng pagmamaneho sa hinimok na elemento sa ang sistema.
Ang problema para sa taga-disenyo ng system ay nagiging isa sa pagsusuri ng masa sa system at ang kanilang pakikipag-ugnayan sa napakatigas na spring constant ng load cell. Walang direktang ugnayan sa pagitan ng na-disload na natural na dalas ng load cell at ang mabigat na load na mga resonance na makikita sa system ng user.
Makipag-ugnayan sa Resonance
Halos lahat ay naka-bounce ng basketball at napansin na ang period (time between cycles) ay mas maikli kapag ang bola ay tumalbog palapit sa sahig.
Sinuman na naglaro ng pinball machine ay nakakita ng bola na dumadagundong pabalik-balik sa pagitan ng dalawa sa mga poste ng metal; mas malapit ang mga poste sa diameter ng bola, mas mabilis ang pag-rattle ng bola. Pareho sa mga epekto ng resonance na ito ay hinihimok ng parehong mga elemento: isang masa, isang libreng puwang, at isang springy contact na binabaligtad ang direksyon ng paglalakbay.
Ang dalas ng oscillation ay proporsyonal sa higpit ng puwersa ng pagpapanumbalik, at inversely proporsyonal sa laki ng gap at sa masa. Ang parehong epekto ng resonance na ito ay matatagpuan sa maraming mga makina, at ang buildup ng mga oscillations ay maaaring makapinsala sa makina sa panahon ng normal na operasyon.
Para kay example, sa Figure 9, ang isang dynamometer ay ginagamit upang sukatin ang lakas-kabayo ng isang gasolina engine. Ang engine na nasa ilalim ng pagsubok ay nagtutulak ng water brake na ang output shaft ay konektado sa isang radius arm. Ang braso ay malayang umiikot, ngunit pinipigilan ng load cell. Alam ang RPM ng makina, ang puwersa sa load cell, at ang haba ng radius arm, maaari nating kalkulahin ang lakas-kabayo ng makina.
Kung titingnan natin ang detalye ng clearance sa pagitan ng bola ng rod end bearing at ang manggas ng rod end bearing sa Figure 9, makakahanap tayo ng dimensyon ng clearance, (D), dahil sa pagkakaiba sa laki ng bola at nakaharang na manggas nito. Ang kabuuan ng dalawang clearance ng bola, kasama ang anumang iba pang pagkaluwag sa system, ang magiging kabuuang "gap" na maaaring magdulot ng contact resonance sa masa ng radius arm at ang spring rate ng load cell.
Habang tumataas ang bilis ng engine, maaari tayong makakita ng isang tiyak na RPM kung saan tumutugma ang rate ng pagpapaputok ng mga cylinder ng engine sa contact resonance frequency ng dynamometer. Kung paniniwalaan namin na ang RPM, magaganap ang pag-magnify (pagpaparami ng mga puwersa), ang isang contact oscillation ay bubuo, at ang mga puwersa ng epekto ng sampung o higit pang beses ang average na puwersa ay madaling maipapataw sa load cell.
Ang epektong ito ay magiging mas malinaw kapag sinusubukan ang isang isang-silindro na lawn mower engine kaysa kapag sinusubukan ang isang walong silindro na auto engine, dahil ang pagpapaputok ng mga impulses ay pinapakinis habang nagsasapawan ang mga ito sa auto engine. Sa pangkalahatan, ang pagpapataas ng resonant frequency ay magpapahusay sa dynamic na tugon ng dynamometer.
Ang epekto ng contact resonance ay maaaring mabawasan sa pamamagitan ng:
- Paggamit ng mataas na kalidad na rod end bearings, na napakababa ng play sa pagitan ng bola at socket.
- Paghigpit sa rod end bearing bolt upang matiyak na ang bola ay mahigpit na clamped sa lugar.
- Gawing matigas ang dynamometer frame hangga't maaari.
- Paggamit ng mas mataas na kapasidad ng load cell upang mapataas ang higpit ng load cell.
Application ng Calibration Load: Pagkondisyon ng Cell
Anumang transducer na nakasalalay sa pagpapalihis ng isang metal para sa operasyon nito, tulad ng isang load cell, torque transducer, o pressure transducer, ay nagpapanatili ng kasaysayan ng mga nakaraang pagkarga nito. Nangyayari ang epektong ito dahil ang mga minutong galaw ng mala-kristal na istraktura ng metal, maliit man ang mga ito, ay talagang mayroong frictional component na lumalabas bilang hysteresis (hindi umuulit ng mga sukat na kinuha mula sa iba't ibang direksyon).
Bago ang calibration run, ang kasaysayan ay maaaring alisin sa load cell sa pamamagitan ng paggamit ng tatlong loading, mula sa zero hanggang sa isang load na lumampas sa pinakamataas na load sa calibration run. Karaniwan, hindi bababa sa isang load na 130% hanggang 140% ng Rated Capacity ang inilalapat, upang payagan ang tamang setting at jamming ng mga pansubok na fixtures sa load cell.
Kung ang load cell ay nakakondisyon at ang mga loading ay maayos na ginawa, isang curve na may mga katangian ng (ABCDEFGHIJA), tulad ng sa Figure 10, ay makukuha.
Ang mga puntos ay mahuhulog lahat sa isang makinis na kurba, at ang kurba ay isasara sa pagbabalik sa zero. 
Higit pa rito, kung ang pagsubok ay paulit-ulit at ang mga pag-load ay maayos na ginawa, ang mga kaukulang punto sa pagitan ng una at pangalawang pagtakbo ay magiging malapit sa isa't isa, na nagpapakita ng pag-uulit ng mga sukat.
Application ng Calibration Load: Mga Epekto at Hysteresis
Sa tuwing ang isang calibration run ay magbubunga ng mga resulta na walang makinis na kurba, hindi umuulit nang maayos, o hindi bumalik sa zero, ang test setup o proseso ng paglo-load ay dapat ang unang lugar upang suriin.
Para kay example, Ipinapakita ng Figure 10 ang resulta ng paglalagay ng mga load kung saan hindi naging maingat ang operator noong inilapat ang 60% load. Kung ang bigat ay bahagyang ibinaba sa loading rack at naglapat ng epekto ng 80% load at pagkatapos ay ibinalik sa 60% point, ang load cell ay gagana sa isang minor hysteresis loop na mapupunta sa point (P) sa halip na sa punto (D). Sa pagpapatuloy ng pagsubok, ang 80% na punto ay mapupunta sa (R), at ang 100% na punto ay mapupunta sa (S). Ang mga pababang punto ay mahuhulog lahat sa itaas ng mga tamang punto, at ang pagbabalik sa zero ay hindi isasara.
Ang parehong uri ng error ay maaaring mangyari sa isang hydraulic test frame kung ang operator ay mag-overshoot sa tamang setting at pagkatapos ay i-leak pabalik ang presyon sa tamang punto. Ang tanging paraan para sa epekto o pag-overshoot ay ang pag-recondition ng cell at muling pagsubok.
Mga Protocol ng Pagsubok at Pag-calibrate
Ang mga load cell ay regular na kinokondisyon sa isang mode (alinman sa tensyon o compression), at pagkatapos ay na-calibrate sa mode na iyon. Kung kailangan din ng pag-calibrate sa kabaligtaran na mode, kinokondisyon muna ang cell sa mode na iyon bago ang pangalawang pagkakalibrate. Kaya, ang data ng pagkakalibrate ay sumasalamin sa pagpapatakbo ng cell lamang kapag ito ay nakakondisyon sa mode na pinag-uusapan.
Para sa kadahilanang ito, mahalagang matukoy ang test protocol (ang pagkakasunud-sunod ng mga application ng pag-load) na pinaplanong gamitin ng customer, bago maganap ang isang makatwirang pagtalakay sa mga posibleng pinagmumulan ng error. Sa maraming mga kaso, ang isang espesyal na pagtanggap sa pabrika ay dapat gawin upang matiyak na ang mga kinakailangan ng user ay matutugunan.
Para sa napakahigpit na mga application, karaniwang nagagawa ng mga user na itama ang kanilang data ng pagsubok para sa nonlinearity ng load cell, kaya nag-aalis ng malaking halaga ng kabuuang error. Kung hindi nila magawa, ang nonlinearity ay magiging bahagi ng kanilang error na badyet.
Ang nonrepeatability ay isang function ng resolution at stability ng signal conditioning electronics ng user. Ang mga load cell ay karaniwang may nonrepeatability na mas mahusay kaysa sa mga load frame, fixture, at electronics na ginagamit para sukatin ito.
Ang natitirang pinagmumulan ng error, ang hysteresis, ay lubos na nakadepende sa pagkakasunud-sunod ng paglo-load sa test protocol ng user. Sa maraming kaso, posibleng i-optimize ang test protocol para mabawasan ang pagpasok ng hindi gustong hysteresis sa mga sukat.
Gayunpaman, may mga kaso kung saan ang mga user ay napipilitan, alinman sa isang panlabas na pangangailangan ng customer o ng isang panloob na detalye ng produkto, na magpatakbo ng isang load cell sa hindi natukoy na paraan na magreresulta sa hindi kilalang mga epekto ng hysteresis. Sa mga ganitong pagkakataon, kailangang tanggapin ng user ang pinakamasamang kaso ng hysteresis bilang isang operating specification.
Gayundin, ang ilang mga cell ay dapat na patakbuhin sa parehong mga mode (tension at compression) sa panahon ng kanilang normal na ikot ng paggamit nang hindi na-recondition ang cell bago baguhin ang mga mode. Nagreresulta ito sa isang kundisyong tinatawag na toggle (hindi bumalik sa zero pagkatapos mag-loop sa parehong mga mode).
Sa normal na factory output, ang magnitude ng toggle ay isang malawak na hanay kung saan ang pinakamasamang kaso ay humigit-kumulang katumbas o bahagyang mas malaki kaysa sa hysteresis, depende sa flexure material at kapasidad ng load cell.
Sa kabutihang palad, mayroong ilang mga solusyon sa problema sa toggle:
- Gumamit ng mas mataas na kapasidad ng load cell upang ito ay gumana sa mas maliit na hanay ng kapasidad nito. Mas mababa ang toggle kapag ang extension sa tapat na mode ay mas maliit na porsyentotage ng na-rate na kapasidad.
- Gumamit ng cell na gawa sa mas mababang toggle material. Makipag-ugnayan sa pabrika para sa mga rekomendasyon.
- Tumukoy ng pamantayan sa pagpili para sa normal na produksyon ng pabrika. Karamihan sa mga cell ay may hanay ng toggle na maaaring magbunga ng sapat na mga yunit mula sa normal na distribusyon. Depende sa rate ng pagbuo ng pabrika, ang gastos para sa pagpili na ito ay karaniwang medyo makatwiran.
- Tumukoy ng mas mahigpit na detalye at magkaroon ng espesyal na pagtakbo ang factory quote.
Aplikasyon ng Mga In-Use Load: On-Axis Loading
Ang lahat ng on-axis loading ay bumubuo ng ilang antas, gaano man kaliit, ng mga offaxis na extraneous na bahagi. Ang halaga ng extraneous loading na ito ay isang function ng pagpapaubaya ng mga bahagi sa disenyo ng makina o load frame, ang katumpakan kung saan ang mga bahagi ay ginawa, ang pangangalaga kung saan ang mga elemento ng makina ay nakahanay sa panahon ng pagpupulong, ang katigasan. ng mga bahaging nagdadala ng pagkarga, at ang kasapatan ng nakakabit na hardware.
Kontrol ng mga Off-Axis Load
Maaaring piliin ng user na idisenyo ang system upang maalis o mabawasan ang off-axis na paglo-load sa mga load cell, kahit na ang istraktura ay dumaranas ng pagbaluktot sa ilalim ng pagkarga. Sa tension mode, ito ay posible sa pamamagitan ng paggamit ng rod end bearings na may clevises.
Kung saan ang load cell ay maaaring panatilihing hiwalay mula sa istraktura ng test frame, maaari itong gamitin sa compression mode, na halos inaalis ang paglalagay ng mga off axis load component sa cell. Gayunpaman, sa anumang kaso ay hindi maaaring ganap na maalis ang mga off-axis load, dahil ang pagpapalihis ng mga miyembro na nagdadala ng load ay palaging magaganap, at palaging magkakaroon ng isang tiyak na halaga ng friction sa pagitan ng load button at ng loading plate na maaaring magpadala ng mga side load papunta sa cell.
Kapag may pagdududa, ang LowProfile® cell ay palaging magiging cell na pipiliin maliban kung ang pangkalahatang badyet ng error sa system ay nagbibigay-daan sa isang malaking margin para sa mga extraneous load.
Pagbabawas ng Extraneous Loading Effects sa pamamagitan ng Pag-optimize ng Disenyo
Sa high-precision test applications, ang isang matibay na istraktura na may mababang extraneous loading ay maaaring makamit sa pamamagitan ng paggamit ng ground flexure upang bumuo ng measurement frame. Ito, o kurso, ay nangangailangan ng katumpakan na machining at pagpupulong ng frame, na maaaring magkaroon ng malaking halaga.
Overload Capacity na may Extraneous Loading
Ang isang seryosong epekto ng off-axis loading ay ang pagbawas ng overload capacity ng cell. Ang karaniwang 150% na overload na rating sa isang karaniwang load cell o ang 300% na overload na rating sa isang fatigue-rated na cell ay ang pinapayagang pag-load sa pangunahing axis, nang walang anumang side load, sandali o torque na inilapat sa cell nang sabay-sabay. Ito ay dahil magdaragdag ang mga off-axis na vector kasama ang on-axis load vector, at ang vector sum ay maaaring magdulot ng overload na kondisyon sa isa o higit pa sa mga gaged na lugar sa flexure.
Para mahanap ang pinapayagang on-axis overload capacity kapag alam ang extraneous load, kalkulahin ang on-axis na bahagi ng extraneous load at algebraically ibawas ang mga ito mula sa rated overload capacity, na maingat na tandaan kung saang mode (tension o compression) nilo-load ang cell.
Mga Impact Load
Ang mga neophyte sa paggamit ng mga load cell ay madalas na sumisira ng isa bago magkaroon ng pagkakataon ang isang old-timer na balaan sila tungkol sa mga impact load. Nais nating lahat na ang isang load cell ay maaaring sumipsip ng hindi bababa sa isang napakaikling epekto nang walang pinsala, ngunit ang katotohanan ay kung ang live na dulo ng cell ay gumagalaw ng higit sa 150% ng buong kapasidad na pagpapalihis na may kaugnayan sa patay na dulo, ang cell maaaring ma-overload, gaano man kaikli ang agwat kung saan naganap ang labis na karga.
Sa Panel 1 ng exampsa F igure 11, ang isang bakal na bola na may mass na "m" ay ibinaba mula sa taas na "S" papunta sa live na dulo ng load cell. Sa panahon ng taglagas, ang bola ay pinabilis ng gravity at nakamit ang isang tulin na "v" sa sandaling ito ay nakikipag-ugnayan sa ibabaw ng cell.
Sa Panel 2 , ang bilis ng bola ay ganap na hihinto, at sa Panel 3 ang direksyon ng bola ay mababaligtad. Ang lahat ng ito ay dapat mangyari sa layo na kinakailangan para maabot ng load cell ang na-rate na overload capacity, o maaaring masira ang cell.
Sa exampSa ipinakita, pumili kami ng cell na maaaring magpalihis ng maximum na 0.002” bago ma-overload. Upang ang bola ay ganap na mapahinto sa ganoong kaikling distansya, ang cell ay dapat na magsagawa ng napakalaking puwersa sa bola. Kung ang bola ay tumitimbang ng isang libra at ito ay ibinagsak ng isang paa sa cell, ang graph ng Figure 12 ay nagpapahiwatig na ang cell ay makakatanggap ng epekto ng 6,000 lbf (pinapalagay na ang masa ng bola ay mas malaki kaysa sa masa ng live na dulo ng load cell, na kadalasang nangyayari).
Ang pag-scale ng graph ay maaaring mabago sa isip sa pamamagitan ng pagsasaisip na ang epekto ay direktang nag-iiba sa masa at sa parisukat ng distansya na bumaba.
Ang Interface® ay ang pinagkakatiwalaang The World Leader in Force Measurement Solutions® .
Nangunguna kami sa pamamagitan ng pagdidisenyo, pagmamanupaktura, at paggarantiya ng pinakamataas na performance ng mga load cell, torque transducers, multi-axis sensor, at kaugnay na instrumentation na available. Ang aming mga world-class na inhinyero ay nagbibigay ng mga solusyon sa aerospace, automotive, enerhiya, medikal, at mga industriya ng pagsubok at pagsukat mula gramo hanggang milyun-milyong pounds, sa daan-daang mga configuration. Kami ang pangunahing tagapagtustos sa Fortune 100 na kumpanya sa buong mundo, kabilang ang; Boeing, Airbus, NASA, Ford, GM, Johnson & Johnson, NIST, at libu-libong mga laboratoryo ng pagsukat. Sinusuportahan ng aming mga in-house na calibration lab ang iba't ibang pamantayan sa pagsubok: ASTM E74, ISO-376, MIL-STD, EN10002-3, ISO-17025, at iba pa.
Makakahanap ka ng higit pang teknikal na impormasyon tungkol sa mga load cell at pag-aalok ng produkto ng Interface® sa www.interfaceforce.com, o sa pamamagitan ng pagtawag sa isa sa aming mga dalubhasang Applications Engineers sa 480.948.5555.
Mga Dokumento / Mga Mapagkukunan
 |
Interface 301 Load Cell [pdf] Gabay sa Gumagamit 301 Load Cell, 301, Load Cell, Cell |
