Interface 6AXX Multicomponent Sensor Instruction Manual

Ang hanay ng 6AXX Multicomponent Sensors ay binubuo ng anim na independent force sensor na nilagyan ng strain gauge. Gamit ang anim na signal ng sensor, inilalapat ang isang panuntunan sa pagkalkula upang kalkulahin ang mga puwersa sa loob ng threespatial axes at ang tatlong sandali sa kanilang paligid. Ang hanay ng pagsukat ng multicomponent sensor ay tinutukoy:

sa pamamagitan ng mga saklaw ng pagsukat ng anim na independiyenteng sensor ng puwersa, at
sa pamamagitan ng geometrical na pag-aayos ng anim na force sensor o sa pamamagitan ng diameter ng sensor.

Ang mga indibidwal na signal mula sa anim na force sensor ay hindi maaaring direktang nauugnay sa partikular na puwersa o sandali sa pamamagitan ng pag-multiply sa isang scaling factor.

Ang panuntunan sa pagkalkula ay maaaring tumpak na inilarawan sa mga terminong matematikal ng cross product mula sa calibration matrix na may vector ng anim na signal ng sensor.

Ang functional approach na ito ay may sumusunod na advantages:

Lalo na mataas na tigas,

Partikular na epektibong paghihiwalay ng anim na bahagi ("mababang cross-talk").

Calibration matrix

Inilalarawan ng calibration matrix A ang koneksyon sa pagitan ng mga ipinahiwatig na signal ng output U ng pagsukat amplifier sa mga channel 1 hanggang 6 (u1, u2, u3, u4, u5, u6) at mga bahagi 1 hanggang 6 (Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz) ng load vector L.

Sinusukat na halaga: mga signal ng output na u1, u2, …u6 sa mga channel 1 hanggang 6	output signal U
Kinakalkula na halaga: pinipilit ang Fx, Fy, Fz; sandali Mx, My, Mz	I-load ang vector L
Panuntunan sa pagkalkula: Cross product	L = A x U

Kasama sa calibration matrix Aij ang 36 na elemento, na nakaayos sa 6 na row (i=1..6) at 6 na column (j=1..6).
Ang yunit ng mga elemento ng matrix ay N/(mV/V) sa mga row 1 hanggang 3 ng matrix.
Ang yunit ng mga elemento ng matrix ay Nm/(mV/V) sa row 4 hanggang 6 ng matrix.
Ang calibration matrix ay nakasalalay sa mga katangian ng sensor at ng pagsukat amptagapagbuhay.
Nalalapat ito para sa pagsukat ng BX8 ampliifier at para sa lahat ampmga tagapagtaas, na nagpapahiwatig ng mga signal ng output ng tulay sa mV/V.
Ang mga elemento ng matrix ay maaaring muling i-scale sa ibang mga yunit sa pamamagitan ng isang karaniwang salik sa pamamagitan ng pagpaparami (gamit ang isang "scalar na produkto").
Kinakalkula ng calibration matrix ang mga sandali sa paligid ng pinagmulan ng pinagbabatayan na coordinate system.
Ang pinagmulan ng sistema ng coordinate ay matatagpuan sa punto kung saan ang z-axis ay bumalandra sa nakaharap na ibabaw ng sensor. 1) Ang pinagmulan at oryentasyon ng mga palakol ay ipinapakita sa pamamagitan ng isang ukit sa nakaharap na ibabaw ng sensor.

1) Maaaring mag-iba ang posisyon ng pinanggalingan sa iba't ibang uri ng sensor ng 6AXX. Ang pinagmulan ay nakadokumento sa calibration sheet. EG ang pinagmulan ng 6A68 ay nasa gitna ng sensor.

Example ng isang calibration matrix (6AXX, 6ADF)

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

Ang puwersa sa x-direksyon ay kinakalkula sa pamamagitan ng pagpaparami at pagsasama-sama ng mga elemento ng matrix ng unang hilera a1j kasama ang mga hilera ng vector ng mga signal ng output na 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

Para kay example: sa lahat ng 6 na channel ng pagsukat ay u1 = u2 = u3 = u4 = u5 =u6 = 1.00mV/V ang ipinapakita. Pagkatapos ay mayroong isang puwersa Fx ng -13.7 N. Ang puwersa sa z direksyon ay kinakalkula nang naaayon sa pamamagitan ng pag-multiply at pagsusuma ng ikatlongrow ng matrix a3j na may vector ng ipinahiwatig na voltages 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 para sa 6AXX / 6ADF sensor

Kapag ginagamit ang pamamaraan ng pagkakalibrate ng "Matrix Plus", dalawang cross product ang kinakalkula: matrix A x U + matrix B x U *

Mga sinusukat na halaga: mga output signal u1, u2, … u6 na mga channel 1 hanggang 6	signal ng output U
Ang mga sinusukat na halaga ay mga signal ng output bilang mga pinaghalong produkto: u1u2, u1u3, u1u4, u1u5, u1u6, u2u3 ng mga channel 1 hanggang 6	signal ng output U*
Kinakalkula na halaga: Forces Fx, Fy, Fz;Moments Mx, My, Mz	I-load ang vector L.
Panuntunan sa pagkalkula: Cross product	L = A x U + B x U*

Example ng isang calibration matrix "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 sa N / (mV/V)²	-0.204	-0.628	0.774	-0.337	-3.520	2.345
Fy sa N /(mV/V)²	-0.251	1.701	-0.107	-2.133	-1.408	1.298
Fz sa N / (mV/V)²	5.049	-0.990	1.453	3.924	19.55	-18.25
Mx sa Nm /(mV/V)²	-0.015	0.082	-0.055	-0.076	0.192	-0.054
Aking sa Nm / (mV/V)²	0.050	0.016	0.223	0.036	0.023	-0.239
Mz sa Nm / (mV/V)²	-0.081	-0.101	0.027	-0.097	-0.747	0.616

Ang puwersa sa x-direksyon ay kinakalkula sa pamamagitan ng pag-multiply at pagsusuma ng mga elemento ng matrix A ng unang hilera a1j na may mga hilera j ng vector ng mga signal ng output uj kasama ang mga elemento ng matrix B ng unang hilera a1j na may mga hilera j ng vector ng ang mixedquadratic output signal:

Example ng 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 ng 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
Pansin: Ang komposisyon ng mga pinaghalong parisukat na termino ay maaaring magbago depende sa sensor.

Offset ng pinanggalingan

Ang mga puwersa na hindi ginagamit sa pinagmulan ng sistema ng coordinate ay ipinapakita ng anindicator sa anyo ng mga Mx, My at Mz moments batay sa lever arm.

Sa pangkalahatan, ang mga puwersa ay inilalapat sa layo na z mula sa nakaharap na ibabaw ng sensor. Ang lokasyon ng force transmission ay maaari ding ilipat sa x- at zdirections kung kinakailangan.

Kung ang mga puwersa ay inilapat sa layo na x, y o z mula sa pinanggalingan ng coordinate system, at ang mga sandali sa paligid ng offset force transmission location ay kailangang ipakita, ang mga sumusunod na pagwawasto ay kinakailangan:

Nawastong sandali Mx1, My1, Mz1 kasunod ng paglipat ng puwersang transmission (x, y, z) mula sa pinanggalingan

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

Tandaan: Ang sensor ay nakalantad din sa mga sandaling Mx, My at Mz, na may mga sandaling Mx1, My1 at Mz1 na ipinapakita. Ang mga pinahihintulutang sandali na Mx, My at Mz ay hindi dapat lampasan.

Pag-scale ng calibration matrix

Sa pamamagitan ng pagre-refer sa mga elemento ng matrix sa unit mV/V, maaaring ilapat ang calibration matrix sa lahat ng available. amptagapagbuhay.

Ang calibration matrix na may mga elemento ng N/V at Nm/V matrix ay nalalapat sa pagsukat ng BSC8 amplifier na may input sensitivity na 2 mV / V at isang output signal na 5V na may 2mV/V input signal.

Multiplikasyon ng lahat ng elemento ng matrix sa pamamagitan ng isang factor na 2/5 ay nagsusukat ng matrix mula sa N/(mV/V) at Nm/(mV/V) para sa isang output na 5V sa input sensitivity na 2 mV/V (BSC8).

Sa pamamagitan ng pagpaparami ng lahat ng elemento ng matrix sa isang factor na 3.5/10, ang Matrix ay pinaliit mula sa N/(mV/V) at Nm/(mV/V) para sa isang output signal na 10V sa input sensitivity na 3.5 mV/V (BX8). )

Ang unit ng factor ay (mV/V)/V
Ang yunit ng mga elemento ng load vector (u1, u2, u3, u4, u5, u6) ay voltagay nasa V

Example ng Fx

Analog output na may BX8, input sensitivity 3.5 mV / V, output signal 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)

Matrix 6×12 para sa 6AXX sensor

Gamit ang mga sensor 6A150, 6A175, 6A225, 6A300 posibleng gumamit ng 6×12 matrix sa halip na a6x6 matrix para sa error compensation.

Ang 6×12 matrix ay nag-aalok ng pinakamataas na katumpakan at ang pinakamababang crosstalk, at inirerekomenda para sa mga sensor mula sa 50kN na puwersa.

Sa kasong ito, ang mga sensor ay may kabuuang 12 mga channel sa pagsukat at dalawang konektor. Ang bawat connector ay naglalaman ng isang electrically independent force-torque sensor na may 6 na sensor signal. Ang bawat isa sa mga connector na ito ay konektado sa sarili nitong pagsukat amppantaas BX8.

Sa halip na gumamit ng 6×12 matrix, ang sensor ay maaari ding gamitin ng eksklusibo sa connector A, oreexclusively sa connector B, o sa parehong connector para sa redundant measurement. Sa kasong ito, ang isang 6×6 matrix ay ibinibigay para sa connector A at para sa connector B. Ang 6×6 na matrix ay ibinibigay bilang isang pamantayan.

Ang pag-synchronize ng sinusukat na data ay maaaring halimbawa sa tulong ng isang synchronization cable. Para sa amplifiers na may interface ng EtherCat, posible ang pag-synchronize sa pamamagitan ng mga linya ng BUS.

Ang mga puwersang Fx, Fy, Fz at mga sandali na Mx, My, Mz ay kinakalkula sa software na BlueDAQ. Doon ang 12 input channels u1…u12 ay pinarami ng 6×12 matrix A upang makakuha ng 6 na output channel ng load vector L.

Ang mga channel ng connector "A" ay itinalaga sa mga channel 1…6 sa BlueDAQ software.. Ang mga channel ng connector "B" ay itinalaga sa mga channel 7…12 sa BlueDAQ software.
Pagkatapos i-load at i-activate ang matrix 6×12 sa BlueDAQ software, ang mga puwersa at sandali ay ipinapakita sa mga channel 1 hanggang 6.
Ang mga Channel 7…12 ay naglalaman ng raw data ng connector B at hindi nauugnay para sa karagdagang pagsusuri. Ang mga channel na ito (na may pagtatalaga na "dummy7") sa "dummy12") ay maaaring itago ay maaaring itago Kapag ginagamit ang 6x12 matrix, ang mga puwersa at sandali ay kinakalkula ng eksklusibo sa pamamagitan ng software, dahil ito ay binubuo ng data mula sa dalawang magkahiwalay na pagsukat. amptagapagbuhay.

Tip: Kapag gumagamit ng BlueDAQ software, ang pagsasaayos at pag-link sa 6×12 matrix ay maaaring gawin sa pamamagitan ng “Save Session”. at ang "Open Session" ay pinindot. upang ang pagsasaayos ng sensor at channel ay kailangang isagawa nang isang beses.

Matrix ng Katigasan

Example ng isang stiffness matrix

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

Kapag na-load ng 5kN sa x-direction, ang shift na 5 / 93.8 mm = 0.053 mm sa x na direksyon, at ang twist na 5 kN / 3750 kN = 0.00133 rad ay nagreresulta sa y-direction.
Kapag na-load ng 15kN sa z-direction, isang shift na 15 / 387.9 mm = 0.039 mm sa z direksyon(at walang twist).
Kapag ang Mx 500 Nm isang twisting ng 0,5kNm / 505,2kNm = 0.00099 rad ay nagreresulta sa x-axis, at ashift mula sa 0,5kNm / -3750 kN = -0,000133m = -0,133mm.
Kapag na-load ng Mz 500Nm isang twisting resulta ng 0,5kNm / 343.4 kNm = 0.00146 rad tungkol sa z-axis (at walang shift).

Calibration Matrix para sa 5AR Sensors

Ang mga sensor ng uri 5ARay nagbibigay-daan sa pagsukat ng puwersa Fz at ang mga sandali ng Mxand My.
Ang mga sensor na 5AR ay maaaring gamitin para sa pagpapakita ng 3 orthogonal forces na Fx, Fy, at Fz, kapag ang mga sinusukat na torque ay hinati sa lever arm z (distansya ng force application Fx, Fy ng theorigin of the coordinate system).

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

Ang puwersa sa direksyong z ay kinakalkula sa pamamagitan ng pag-multiply at pagsusuma ng mga elemento ng matrix ng unang hilera A1J na may mga linya ng vector ng mga output na signal uj

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

Example: sa lahat ng 6 na channel ng pagsukat ay u1 = u2 = u3 = u4 = 1.00 mV/V ang ipinapakita. Pagkatapos ay pilitin ang mga resulta ng Fz na 400 N.

Ang calibration matrix A ng 5AR sensor ay may mga sukat na 4 x. 4
Ang vector u ng mga output signal ng pagsukat ampAng liifier ay may mga sukat na 4 x. 1 Ang resultang vector (Fz, Mx, My, H) ay may sukat na 4 x. 1 Sa mga output ng ch1, ch2 at ch3 pagkatapos ilapat ang calibration matrix, ang puwersa Fz at ang mga sandali na Mx at My ay ipinapakita. Sa Channel 4 output H ay patuloy na ipinapakita 0V sa pamamagitan ng ikaapat na linya.

Commissioning ng sensor

Ang BlueDAQ software ay ginagamit upang ipakita ang mga nasusukat na puwersa at sandali. Ang BlueDAQsoftware at mga kaugnay na manwal ay maaaring i-download mula sa website.

Hakbang	Paglalarawan
1	Pag-install ng Blue DAQ software
2	Ikonekta ang pagsukat ampLifier BX8 sa pamamagitan ng USB port; Ikonekta ang sensor 6AXX sa pagsukat amptagapagtaas. I-on ang pagsukat amptagapagbuhay.
3	Kopyahin ang direktoryo na may calibration matrix (supply USB stick) sa angkop na drive at path.
4	Simulan ang Blue DAQ software
5	Pangunahing window: Button Add Channel; Piliin ang uri ng device: BX8 Pumili ng interface: para sa halample COM3Piliin ang channel 1 hanggang 6 para buksan ang Button Connect
6	Pangunahing window: Button Special Sensor Pumili ng anim na axis sensor
7	Window "Mga setting ng sensor ng anim na axis: Button na Magdagdag ng Sensor
8	a) Button Change Dir Piliin ang direktoryo na may files Serial number.dat at Serial number. Matrix. b) Pindutan Piliin ang Sensor at piliin ang Serial number c) Pindutan na Auto Rename ng Mga Channel d) kung kinakailangan. Piliin ang displacement ng force application point. e) Button OK Paganahin ang Sensor na ito
9C	Piliin ang window ng Recorder Yt", simulan ang pagsukat;

Commissioning ng 6×12 sensor

Kapag ini-commissioning ang 6×12 sensor, channel 1 hanggang 6 ng pagsukat ampAng liifier atconnector na "A" ay dapat italaga sa mga bahagi 1 hanggang 6.

Mga channel 7…12 ng pagsukat ampAng liifier sa connector na "B" ay itinalaga sa mga bahagi 7 hanggang 12.

Kapag ginagamit ang synchronization cable, ang 25-pin SUB-D female connectors (lalaki) sa likod ng ampAng liifier ay konektado sa synchronization cable.

Ang synchronization cable ay nagkokonekta sa mga port no. 16 ng pagsukat amplifeers A at B sa isa't isa.

Para sa amplifier Ang isang port 16 ay naka-configure bilang output para sa function bilang master, para sa amplifier Bport 16 ay naka-configure bilang input para sa function bilang alipin.

Ang mga setting ay matatagpuan sa ilalim ng "Device" Advanced na Setting" Dig-IO.

Hint: Ang pagsasaayos ng dalas ng data ay dapat gawin sa "Master" gayundin sa "Slave". Ang dalas ng pagsukat ng master ay hindi dapat mas mataas kaysa sa dalas ng pagsukat ng alipin.