Interface 301 Load Cell-gebruikershandleiding

Weegcellen 301-handleiding

301 Weegcel

Kenmerken en toepassingen van loadcellen

©1998–2009 Interface Inc.
Herzien 2024
Alle rechten voorbehouden.

Interface, Inc. geeft geen garantie, expliciet of impliciet, met inbegrip van, maar niet beperkt tot impliciete garanties van verkoopbaarheid of geschiktheid voor een bepaald doel, met betrekking tot deze materialen, en stelt dergelijke materialen uitsluitend beschikbaar op een “as-is”-basis. .
In geen geval zal Interface, Inc. jegens wie dan ook aansprakelijk zijn voor speciale, bijkomende, incidentele of vervolgschade in verband met of voortvloeiend uit het gebruik van deze materialen.
Interface®, Inc. 7401 Butherus-schijf
Scottsdale, Arizona 85260
480.948.5555-telefoon
contact@interfaceforce.com
http://www.interfaceforce.com

Welkom bij de Interface Load Cell 301 Guide, een onmisbare technische hulpbron geschreven door deskundigen op het gebied van krachtmeting uit de industrie. Deze geavanceerde gids is bedoeld voor testingenieurs en gebruikers van meetapparatuur die op zoek zijn naar uitgebreid inzicht in de prestaties en optimalisatie van loadcellen.
In deze praktische gids onderzoeken we cruciale onderwerpen met technische uitleg, visualisaties en wetenschappelijke details die essentieel zijn voor het begrijpen en maximaliseren van de functionaliteit van loadcellen in diverse toepassingen.
Ontdek hoe de inherente stijfheid van loadcellen hun prestaties onder verschillende belastingsomstandigheden beïnvloedt. Vervolgens onderzoeken we de natuurlijke frequentie van de loadcel, waarbij we zowel lichtbelaste als zwaarbelaste scenario's analyseren om te begrijpen hoe belastingvariaties de frequentierespons beïnvloeden.
Contactresonantie is een ander cruciaal aspect dat uitgebreid wordt behandeld in deze gids, en werpt licht op het fenomeen en de implicaties ervan voor nauwkeurige metingen. Daarnaast bespreken we de toepassing van kalibratiebelastingen, waarbij we het belang benadrukken van het conditioneren van de cel en het aanpakken van impacts en hysteresis tijdens kalibratieprocedures.
Testprotocollen en kalibraties worden grondig onderzocht en bieden verstandige richtlijnen voor het garanderen van precisie en betrouwbaarheid in meetprocessen. We verdiepen ons ook in de toepassing van belastingen tijdens gebruik, met de nadruk op belastingstechnieken op de as en strategieën voor het controleren van belastingen buiten de as om de meetnauwkeurigheid te verbeteren.
Verder onderzoeken we methoden om externe belastingseffecten te verminderen door het ontwerp te optimaliseren, wat waardevolle inzichten biedt in het verminderen van externe invloeden op de prestaties van loadcellen. Overbelastingscapaciteit bij externe belasting en het omgaan met stootbelastingen worden ook in detail besproken om ingenieurs uit te rusten met de kennis die nodig is om loadcellen te beschermen tegen ongunstige omstandigheden.
De Interface Load Cell 301 Guide biedt waardevolle informatie om de prestaties te optimaliseren, de nauwkeurigheid te verbeteren en de betrouwbaarheid van meetsystemen in verschillende toepassingen te garanderen.
Uw Interface-team

Kenmerken en toepassingen van loadcellen

Stijfheid van de loadcel

Klanten willen vaak een loadcel gebruiken als element in de fysieke structuur van een machine of samenstel. Daarom willen ze graag weten hoe de cel zou reageren op de krachten die ontstaan ​​tijdens de montage en bediening van de machine.
Voor de andere onderdelen van zo'n machine die zijn gemaakt van voorraadmaterialen, kan de ontwerper hun fysieke kenmerken (zoals thermische uitzetting, hardheid en stijfheid) opzoeken in handboeken en de interacties van zijn onderdelen bepalen op basis van zijn ontwerp. Omdat een loadcell echter is gebouwd op een flexure, wat een complex bewerkt onderdeel is waarvan de details onbekend zijn voor de klant, zal de reactie op krachten voor de klant moeilijk te bepalen zijn.Het is een nuttige oefening om te overwegen hoe een eenvoudige buiging reageert op belastingen die in verschillende richtingen worden uitgeoefend. Figuur 1 toont bijvamples van een eenvoudige buiging gemaakt door een cilindrische groef in beide zijden van een stuk staal te slijpen. Variaties op dit idee worden veelvuldig gebruikt in machines en testopstellingen om loadcellen te isoleren van zijbelastingen. In deze example, de eenvoudige flexure vertegenwoordigt een lid in een machineontwerp, geen daadwerkelijke lastcel. Het dunne gedeelte van de eenvoudige flexure fungeert als een virtueel wrijvingsloos lager met een kleine rotatieveerconstante. Daarom moet de veerconstante van het materiaal mogelijk worden gemeten en worden meegenomen in de responskarakteristieken van de machine. Als we een trekkracht (FT ) of een drukkracht (FC ) op de flexuur toepassen in een hoek van de middenlijn, zal de flexuur zijwaarts worden vervormd door de vectorcomponent (F TX) of (FCX ), zoals aangegeven door de stippellijn. Hoewel de resultaten voor beide gevallen behoorlijk op elkaar lijken, zijn ze drastisch verschillend.
In het trekgeval in Figuur 1 heeft het buigstuk de neiging te buigen in lijn met de kracht buiten de as en neemt het buigstuk veilig een evenwichtspositie aan, zelfs onder aanzienlijke spanning.
In het compressieve geval kan de reactie van de flexure, zoals weergegeven in Figuur 2, zeer destructief zijn, zelfs als de toegepaste kracht exact dezelfde grootte heeft en langs dezelfde werklijn wordt toegepast als de trekkracht, omdat de flexure wegbuigt van de werklijn van de toegepaste kracht. Dit heeft de neiging om de zijwaartse kracht (F CX) te vergroten met als resultaat dat de flexure
buigt nog meer. Als de zijwaartse kracht de capaciteit van de flexuur overschrijdt om de draaiende beweging te weerstaan, zal de flexuur blijven buigen en uiteindelijk falen. De faalmodus bij compressie is dus buiging en instorting, en zal optreden bij een veel lagere kracht dan veilig kan worden toegepast bij trek.
De les die we uit deze ex kunnen lerenampHet punt is dat extreme voorzichtigheid moet worden betracht bij het ontwerpen van compressieve loadcell-toepassingen met behulp van kolomvormige structuren. Kleine verkeerde uitlijningen kunnen worden vergroot door de beweging van de kolom onder drukbelasting, en het resultaat kan variëren van meetfouten tot volledig falen van de constructie.
De vorige example demonstreert een van de belangrijkste voordelentages van de Interface® LowProfile® celontwerp. Omdat de cel zo kort is in verhouding tot zijn diameter, gedraagt ​​hij zich onder drukbelasting niet als een kolomcel. Het is veel toleranter ten aanzien van verkeerd uitgelijnde belasting dan een kolomcel.
De stijfheid van elke loadcel langs zijn primaire as, de normale meetas, kan eenvoudig worden berekend op basis van de nominale capaciteit van de cel en de doorbuiging ervan bij nominale belasting. Doorbuigingsgegevens van loadcellen zijn te vinden in de Interface®-catalogus en webplaats.
OPMERKING:
Houd er rekening mee dat deze waarden typisch zijn, maar geen gecontroleerde specificaties voor de load cells. Over het algemeen zijn de afbuigingen kenmerken van het flexure-ontwerp, het flexure-materiaal, de meetfactoren en de uiteindelijke kalibratie van de cel. Deze parameters worden elk afzonderlijk gecontroleerd, maar het cumulatieve effect kan enige variabiliteit hebben.
Met behulp van de SSM-100-buiging in figuur 3, als voorbeeldample, de stijfheid in de hoofdas (Z) kan als volgt worden berekend:Dit type berekening geldt voor elke lineaire loadcell op zijn primaire as. Daarentegen zijn de stijfheden van de (X ) en (Y ) assen veel ingewikkelder om theoretisch te bepalen, en ze zijn doorgaans niet interessant voor gebruikers van Mini Cells, om de simpele reden dat de respons van de cellen op die twee assen niet wordt gecontroleerd zoals bij de LowProfile®-serie. Voor Mini Cells is het altijd raadzaam om de toepassing van zijbelastingen zoveel mogelijk te vermijden, omdat de koppeling van off-axis belastingen in de primaire as-uitgang fouten in de metingen kan introduceren.
Bijvoorbeeldample, toepassing van de zijbelasting (FX ) zorgt ervoor dat de meters bij A spanning zien en de meters bij (B) compressie. Als de flexuren bij (A) en (B) identiek waren en de meetfactoren van de meters bij (A) en (B) overeenkwamen, zouden we verwachten dat de output van de cel het effect van de zijbelasting zou opheffen. Omdat de SSM-serie echter een goedkope utility-cel is die doorgaans wordt gebruikt in toepassingen met lage zijbelastingen, zijn de extra kosten voor de klant om de zijbelastinggevoeligheid in evenwicht te brengen meestal niet te rechtvaardigen.
De juiste oplossing waar zijbelastingen of momentbelastingen kunnen optreden, is om de loadcel te ontkoppelen van deze krachten van buitenaf door het gebruik van een stangkoplager aan één of beide uiteinden van de loadcel.
Bijvoorbeeldample, Figuur 4, toont een typische load cell-installatie voor het wegen van een vat brandstof dat op een weegpan zit, om de brandstof te wegen die wordt gebruikt bij motortests.Een gaffel wordt met zijn tapeind stevig aan de steunbalk gemonteerd. Het stangkoplager kan vrij rond de as van de steunpen draaien en kan ook ongeveer ±10 graden roteren, zowel in als uit de pagina en rond de primaire as van de load cell. Deze bewegingsvrijheid zorgt ervoor dat de treklast op dezelfde hartlijn blijft als de primaire as van de loadcel, zelfs als de last niet goed op het weegplateau is gecentreerd.
Houd er rekening mee dat het naamplaatje op de loadcel ondersteboven staat, omdat het dode uiteinde van de cel op het steunuiteinde van het systeem moet worden gemonteerd.

Natuurlijke frequentie van de weegcel: licht belaste behuizing

Vaak wordt een load cell gebruikt in een situatie waarin een lichte belasting, zoals een weegschaal of een kleine testfixture, aan het actieve uiteinde van de cel wordt bevestigd. De gebruiker wil weten hoe snel de cel reageert op een verandering in de belasting. Door de uitgang van een load cell aan te sluiten op een oscilloscoop en een eenvoudige test uit te voeren, kunnen we wat feiten over de dynamische respons van de cel leren. Als we de cel stevig op een massief blok monteren en vervolgens heel lichtjes op het actieve uiteinde van de cel tikken met een klein hamertje, zien we een
damped sinusgolftrein (een reeks sinusgolven die geleidelijk afnemen tot nul).
OPMERKING:
Wees uiterst voorzichtig bij het toepassen van schokken op een loadcel. De krachtniveaus kunnen de cel beschadigen, zelfs gedurende zeer korte intervallen.De frequentie (aantal cycli dat in één seconde plaatsvindt) van de trilling kan worden bepaald door de tijd (T) van één volledige cyclus te meten, van de ene positief-gaande nuldoorgang naar de volgende. Eén cyclus wordt aangegeven op de oscilloscoopafbeelding in Figuur 5, door de vette trace-lijn. Als we de periode (tijd voor één cyclus) kennen, kunnen we de natuurlijke frequentie van de vrije oscillatie van de loadcell (fO) berekenen met de formule:De eigenfrequentie van een loadcel is van belang omdat we de waarde ervan kunnen gebruiken om de dynamische respons van de loadcel in een licht belast systeem te schatten.
OPMERKING:
Natuurlijke frequenties zijn typische waarden, maar geen gecontroleerde specificatie. Ze worden in de Interface®-catalogus uitsluitend vermeld als hulpmiddel voor de gebruiker.
Het equivalente veer-massasysteem van een weegcel wordt weergegeven in Figuur 6. De massa (M1) komt overeen met de massa van het live-einde van de cel, van het bevestigingspunt tot de dunne secties van de flexure. De veer, met veerconstante (K), vertegenwoordigt de veerconstante van het dunne meetgedeelte van de flexure. De massa (M2) vertegenwoordigt de toegevoegde massa van alle fixtures die aan het live-einde van de loadcell zijn bevestigd.
Figuur 7 relateert deze theoretische massa's aan de werkelijke massa's in een echt loadcellsysteem. Merk op dat de veerconstante (K) voorkomt op de scheidingslijn bij het dunne gedeelte van de flexuur.De eigenfrequentie is een basisparameter, het resultaat van het ontwerp van de loadcel. De gebruiker moet dus begrijpen dat de toevoeging van een massa aan het actieve uiteinde van de loadcel het effect zal hebben dat de natuurlijke frequentie van het totale systeem wordt verlaagd. Bijvoorbeeldample, we kunnen ons voorstellen dat we de massa M1 in Figuur 6 lichtjes naar beneden trekken en dan loslaten. De massa zal op en neer oscilleren met een frequentie die wordt bepaald door de veerconstante (K ) en de massa van M1.
In feite zullen de oscillaties damp naarmate de tijd vordert, op vrijwel dezelfde manier als in figuur 5.
Als we nu de massa (M2) op (M1) vastschroeven,
de toegenomen massabelasting zal de natuurlijke frequentie van het veermassasysteem verlagen. Gelukkig kunnen we, als we de massa's van (M1 ) en (M2) en de natuurlijke frequentie van de oorspronkelijke veer-massacombinatie kennen, berekenen hoeveel de natuurlijke frequentie verlaagd zal worden door de toevoeging van (M2 ), in overeenstemming met de formule:Voor een elektrotechnisch of elektronisch ingenieur is de statische kalibratie een (DC) parameter, terwijl de dynamische respons een (AC) parameter is. Dit wordt weergegeven in Figuur 7, waar de DC-kalibratie wordt weergegeven op het fabriekskalibratiecertificaat, en gebruikers willen weten wat de respons van de cel zal zijn bij een bepaalde aandrijffrequentie die ze zullen gebruiken in hun tests.
Let op de gelijke afstand tussen de rasterlijnen “Frequentie” en “Uitvoer” in de grafiek in Figuur 7. Beide zijn logaritmische functies; dat wil zeggen, ze vertegenwoordigen een factor 10 van de ene rasterlijn naar de volgende. BijvoorbeeldampBijvoorbeeld, “0 db” betekent “geen verandering”; “+20 db” betekent “10 keer zoveel als 0 db”; “–20 db” betekent “1/10 zoveel als 0 db”; en “–40 db” betekent “1/100 zoveel als 0 db.”
Door logaritmische schaling te gebruiken, kunnen we een groter bereik aan waarden weergeven, en de meest voorkomende kenmerken blijken rechte lijnen in de grafiek te zijn. BijvoorbeeldampBijvoorbeeld, de stippellijn toont de algemene helling van de responscurve boven de natuurlijke frequentie. Als we de grafiek naar beneden en naar rechts zouden voortzetten, zou de reactie asymptotisch worden (steeds dichter) bij de stippellijn.
OPMERKING:
De curve in Figuur 63 is uitsluitend bedoeld om de typische respons van een lichtbelaste loadcel onder optimale omstandigheden weer te geven. Bij de meeste installaties zullen de resonanties in de bevestigingsmiddelen, het testframe, het aandrijfmechanisme en de UUT (te testen eenheid) de overhand hebben op de respons van de load cell.

Natuurlijke frequentie van loadcel: zwaarbelaste behuizing

In gevallen waarin de load cell mechanisch strak is gekoppeld in een systeem waarbij de massa van de componenten aanzienlijk zwaarder is dan de eigen massa van de load cell, heeft de load cell de neiging om zich te gedragen als een eenvoudige veer die het aandrijfelement met het aangedreven element verbindt. het systeem.
Het probleem voor de systeemontwerper wordt het analyseren van de massa's in het systeem en hun interactie met de zeer stijve veerconstante van de loadcel. Er is geen directe correlatie tussen de onbelaste eigenfrequentie van de loadcel en de zwaarbelaste resonanties die in het systeem van de gebruiker te zien zijn.

Neem contact op met Resonantie

Vrijwel iedereen heeft wel eens een basketbal gestoten en gemerkt dat de periode (tijd tussen de cycli) korter is als de bal dichter bij de grond wordt gestoten.
Iedereen die ooit op een flipperkast heeft gespeeld, heeft de bal heen en weer zien ratelen tussen twee metalen palen; hoe dichter de palen bij de diameter van de bal komen, hoe sneller de bal zal ratelen. Beide resonantie-effecten worden aangestuurd door dezelfde elementen: een massa, een vrije opening en een veerkrachtig contact dat de bewegingsrichting omkeert.
De trillingsfrequentie is evenredig met de stijfheid van de herstelkracht, en omgekeerd evenredig met zowel de grootte van de opening als de massa. Ditzelfde resonantie-effect is bij veel machines te vinden, en de opbouw van trillingen kan de machine tijdens normaal gebruik beschadigen.Bijvoorbeeldample, in Figuur 9, wordt een dynamometer gebruikt om het vermogen van een benzinemotor te meten. De te testen motor drijft een waterrem aan waarvan de uitgaande as is verbonden met een radiusarm. De arm kan vrij draaien, maar wordt beperkt door de loadcell. Als we het toerental van de motor, de kracht op de loadcell en de lengte van de radiusarm kennen, kunnen we het vermogen van de motor berekenen.
Als we kijken naar het detail van de speling tussen de kogel van het drijfstanglager en de huls van het drijfstanglager in Figuur 9, vinden we een spelingsmaat (D), vanwege het verschil in grootte van de kogel en zijn beperkende mouw. De som van de twee kogelspelingen, plus eventuele andere spelingen in het systeem, zal de totale “opening” zijn die een contactresonantie kan veroorzaken met de massa van de radiusarm en de veerconstante van de krachtcel.Naarmate het motortoerental toeneemt, kunnen we een bepaald toerental vinden waarbij de snelheid van het ontsteken van de cilinders van de motor overeenkomt met de contactresonantiefrequentie van de rollenbank. Als we aannemen dat het toerental toeneemt, zal er vergroting (vermenigvuldiging van de krachten) optreden, zal er een contactoscillatie ontstaan ​​en kunnen impactkrachten van tien of meer keer de gemiddelde kracht gemakkelijk op de load cell worden uitgeoefend.
Dit effect zal sterker zijn bij het testen van een ééncilinder grasmaaiermotor dan bij het testen van een achtcilinder automotor, omdat de ontstekingsimpulsen worden afgevlakt als ze elkaar overlappen in de automotor. Over het algemeen zal het verhogen van de resonantiefrequentie de dynamische respons van de rollenbank verbeteren.
Het effect van contactresonantie kan worden geminimaliseerd door:

• Er wordt gebruik gemaakt van hoogwaardige stangkoplagers, die een zeer lage speling tussen kogel en kom hebben.
• Draai de lagerbout van het stangeind aan om ervoor te zorgen dat de kogel stevig vastzitampop zijn plaats.
• Het frame van de rollenbank zo stijf mogelijk maken.
• Gebruik van een loadcel met een hogere capaciteit om de stijfheid van de loadcel te vergroten.

Toepassing van kalibratiebelastingen: conditioneren van de cel

Elke transducer die voor zijn werking afhankelijk is van de doorbuiging van een metaal, zoals een load cell, koppeltransducer of druktransducer, behoudt een geschiedenis van zijn eerdere belastingen. Dit effect treedt op omdat de minieme bewegingen van de kristallijne structuur van het metaal, hoe klein ze ook zijn, feitelijk een wrijvingscomponent hebben die zich manifesteert als hysteresis (het niet herhalen van metingen die vanuit verschillende richtingen zijn gedaan).
Voorafgaand aan de kalibratierun kan de geschiedenis uit de loadcel worden geveegd door het aanbrengen van drie belastingen, van nul tot een belasting die de hoogste belasting in de kalibratierun overschrijdt. Gewoonlijk wordt ten minste één belasting van 130% tot 140% van het nominale vermogen toegepast om de juiste instelling en vastlopen van de testopstellingen in de loadcel mogelijk te maken.
Als de weegcel geconditioneerd is en de belastingen op de juiste manier worden uitgevoerd, wordt een curve met de kenmerken van (ABCDEFGHIJA) verkregen, zoals in Figuur 10.
De punten vallen allemaal op een vloeiende curve en de curve is gesloten bij terugkeer naar nul. Bovendien zullen, als de test wordt herhaald en de belastingen op de juiste manier worden uitgevoerd, de overeenkomstige punten tussen de eerste en de tweede run zeer dicht bij elkaar liggen, wat de herhaalbaarheid van de metingen aantoont.

Toepassing van kalibratiebelastingen: schokken en hysteresis

Wanneer een kalibratierun resultaten oplevert die geen vloeiende curve hebben, zich niet goed herhalen of niet terugkeren naar nul, moet de testopstelling of laadprocedure de eerste plaats zijn om te controleren.
BijvoorbeeldampZo toont Figuur 10 het resultaat van het aanbrengen van belastingen waarbij de operator niet voorzichtig was toen de belasting van 60% werd uitgeoefend. Als het gewicht lichtjes op het laadrek zou vallen, een impact van 80% zou uitoefenen en vervolgens zou terugkeren naar het 60%-punt, zou de load cell werken op een kleine hysteresislus die zou eindigen op punt (P) in plaats van op punt (D). Als we de test voortzetten, zou het 80%-punt eindigen op (R) en het 100%-punt zou eindigen op (S). De dalende punten zouden allemaal boven de juiste punten vallen, en de terugkeer naar nul zou niet gesloten zijn.
Hetzelfde type fout kan optreden op een hydraulisch testframe als de operator de juiste instelling overschrijdt en vervolgens de druk teruglekt naar het juiste punt. De enige oplossing voor impact of overschrijding is het herstellen van de cel en het opnieuw testen ervan.

Testprotocollen en kalibraties

Loadcellen worden routinematig in één modus geconditioneerd (spanning of compressie) en vervolgens in die modus gekalibreerd. Indien ook een kalibratie in de tegenovergestelde modus nodig is, wordt de cel voorafgaand aan de tweede kalibratie eerst in die modus geconditioneerd. De kalibratiegegevens weerspiegelen dus alleen de werking van de cel wanneer deze in de betreffende modus wordt geconditioneerd.
Om deze reden is het belangrijk om het testprotocol (de volgorde van belastingtoepassingen) te bepalen dat de klant van plan is te gebruiken, voordat een rationele discussie over de mogelijke foutbronnen kan plaatsvinden. In veel gevallen moet er een speciale fabrieksacceptatie worden bedacht om ervoor te zorgen dat aan de eisen van de gebruiker wordt voldaan.
Voor zeer strenge toepassingen kunnen gebruikers doorgaans hun testgegevens corrigeren voor de niet-lineariteit van de loadcel, waardoor een aanzienlijk deel van de totale fout wordt verwijderd. Als ze dit niet kunnen, zal niet-lineariteit deel uitmaken van hun foutenbudget.
Niet-herhaalbaarheid is in wezen een functie van de resolutie en stabiliteit van de signaalconditioneringselektronica van de gebruiker. Loadcellen hebben doorgaans een niet-herhaalbaarheid die beter is dan de belastingsframes, armaturen en elektronica die worden gebruikt om deze te meten.
De resterende bron van fouten, hysteresis, is sterk afhankelijk van de laadvolgorde in het testprotocol van de gebruiker. In veel gevallen is het mogelijk om het testprotocol te optimaliseren om de introductie van ongewenste hysteresis in de metingen te minimaliseren.
Er zijn echter gevallen waarin gebruikers worden beperkt, hetzij door een externe klantvereiste of door een interne productspecificatie, om een ​​loadcell op een ongedefinieerde manier te bedienen die zal resulteren in onbekende hysterese-effecten. In dergelijke gevallen zal de gebruiker de slechtste hysterese moeten accepteren als een operationele specificatie.
Ook moeten sommige cellen in beide modi (spanning en compressie) worden bediend tijdens hun normale gebruikscyclus zonder de cel te kunnen reconditioneren voordat ze van modus veranderen. Dit resulteert in een toestand die toggle wordt genoemd (niet-terugkeren naar nul na het doorlopen van beide modi).
Bij normale fabrieksoutput ligt de omvang van de omschakeling binnen een breed bereik, waarbij het slechtste geval ongeveer gelijk is aan of iets groter is dan hysterese, afhankelijk van het buigingsmateriaal en de capaciteit van de weegcel.
Gelukkig zijn er verschillende oplossingen voor het schakelprobleem:

• Gebruik een loadcel met een hogere capaciteit, zodat deze over een kleiner capaciteitsbereik kan werken. De schakelaar is lager wanneer de uitbreiding naar de tegenovergestelde modus een kleiner percentage istage van nominaal vermogen.
• Gebruik een cel gemaakt van een lager knevelmateriaal. Neem contact op met de fabriek voor aanbevelingen.
• Geef een selectiecriterium op voor normale fabrieksproductie. De meeste cellen hebben een schakelbereik dat voldoende eenheden uit de normale verdeling kan opleveren. Afhankelijk van de fabrieksbouwsnelheid zijn de kosten voor deze selectie meestal redelijk redelijk.
• Geef een strengere specificatie op en laat de fabriek een speciale run citeren.

Toepassing van belastingen tijdens gebruik: laden op de as

Alle on-axis belastingen genereren een bepaald niveau, hoe klein ook, van off-axis vreemde componenten. De hoeveelheid van deze vreemde belasting is een functie van de tolerantie van de onderdelen in het ontwerp van de machine of het laadframe, de precisie waarmee de componenten worden vervaardigd, de zorg waarmee de elementen van de machine worden uitgelijnd tijdens de montage, de stijfheid van de dragende onderdelen en de geschiktheid van de bevestigingshardware.
Controle van belastingen buiten de as
De gebruiker kan ervoor kiezen om het systeem zo te ontwerpen dat belasting buiten de as op de loadcellen wordt geëlimineerd of verminderd, zelfs als de constructie onder belasting vervorming ondervindt. In de trekmodus is dit mogelijk door het gebruik van stangkoplagers met gaffels.
Waar de load cell gescheiden kan worden gehouden van de structuur van het testframe, kan deze in compressiemodus worden gebruikt, waardoor de toepassing van off-axis belastingscomponenten op de cel vrijwel wordt geëlimineerd. In geen geval kunnen belastingen buiten de as echter volledig worden geëlimineerd, omdat de doorbuiging van lastdragende delen altijd zal optreden en er altijd een bepaalde hoeveelheid wrijving zal zijn tussen de laadknop en de laadplaat, waardoor zijbelastingen naar de laadplaat kunnen worden overgebracht. cel.
Bij twijfel de LowProfile®-cel zal altijd de voorkeurscel zijn, tenzij het totale systeemfoutbudget een royale marge toelaat voor externe belastingen.
Vermindering van externe laadeffecten door het ontwerp te optimaliseren
Bij zeer nauwkeurige testtoepassingen kan een stijve structuur met lage externe belasting worden bereikt door het gebruik van grondbuigingen om het meetframe te bouwen. Dit vereist uiteraard nauwkeurige bewerking en montage van het frame, wat aanzienlijke kosten met zich mee kan brengen.

Overbelastingscapaciteit bij externe belasting

Een ernstig effect van off-axis laden is de vermindering van de overbelastingscapaciteit van de cel. De typische overbelastingsclassificatie van 150% op een standaard loadcel of de overbelastingsclassificatie van 300% op een cel met vermoeidheidsclassificatie is de toegestane belasting op de primaire as, zonder dat er gelijktijdig zijdelingse belastingen, momenten of koppels op de cel worden uitgeoefend. Dit komt doordat de vectoren buiten de as worden opgeteld bij de belastingsvector op de as, en de vectorsom een ​​overbelastingstoestand kan veroorzaken in een of meer van de gemeten gebieden in de buiging.
Om de toegestane overbelastingscapaciteit op de as te vinden wanneer de externe belastingen bekend zijn, berekent u de component op de as van de externe belastingen en trekt u deze algebraïsch af van de nominale overbelastingscapaciteit, waarbij u erop let in welke modus (spanning of compressie) de cel wordt geladen.

Stootbelastingen

Nieuwelingen in het gebruik van loadcellen vernielen er vaak een voordat een oude rot in het vak ze kan waarschuwen voor impactbelastingen. We zouden allemaal willen dat een loadcel ten minste een zeer korte impact zonder schade zou kunnen absorberen, maar de realiteit is dat als het actieve uiteinde van de cel meer dan 150% van de volledige capaciteitsafwijking ten opzichte van het dode uiteinde beweegt, de cel overbelast kan raken, ongeacht hoe kort het interval is waarin de overbelasting optreedt.
In paneel 1 van de exampIn figuur 11 wordt een stalen bal met massa "m" van hoogte "S" op het levende uiteinde van de weegcel gedropt. Tijdens de val wordt de bal versneld door de zwaartekracht en heeft een snelheid "v" bereikt op het moment dat deze contact maakt met het oppervlak van de cel.
In Paneel 2 wordt de snelheid van de bal volledig gestopt en in Paneel 3 wordt de richting van de bal omgekeerd. Dit alles moet gebeuren in de afstand die de loadcell nodig heeft om de nominale overbelastingscapaciteit te bereiken, anders kan de cel beschadigd raken.
In de exampZoals je ziet, hebben we een cel gekozen die maximaal 0.002 inch kan doorbuigen voordat hij overbelast raakt. Om de bal op zo'n korte afstand volledig tot stilstand te brengen, moet de cel een enorme kracht op de bal uitoefenen. Als de bal één pond weegt en één voet op de cel valt, geeft de grafiek van Figuur 12 aan dat de cel een impact van 6,000 lbf zal krijgen (er wordt aangenomen dat de massa van de bal veel groter is dan de massa van de bal). het live-uiteinde van de loadcel, wat meestal het geval is).
De schaal van de grafiek kan mentaal worden aangepast door in gedachten te houden dat de impact rechtstreeks varieert met de massa en met het kwadraat van de afgelegde afstand.Interface® is de vertrouwde wereldleider in oplossingen voor krachtmeting®.
Wij zijn toonaangevend door het ontwerpen, produceren en garanderen van de best presterende loadcellen, koppelomvormers, multi-axis sensoren en gerelateerde instrumentatie die beschikbaar zijn. Onze ingenieurs van wereldklasse bieden oplossingen voor de lucht- en ruimtevaart, automobielindustrie, energie, medische industrie en test- en meetindustrieën van grammen tot miljoenen ponden, in honderden configuraties. Wij zijn de vooraanstaande leverancier van Fortune 100-bedrijven wereldwijd, waaronder Boeing, Airbus, NASA, Ford, GM, Johnson & Johnson, NIST en duizenden meetlaboratoria. Onze interne kalibratielaboratoria ondersteunen een verscheidenheid aan testnormen: ASTM E74, ISO-376, MIL-STD, EN10002-3, ISO-17025 en andere.
U kunt meer technische informatie over loadcellen en het productaanbod van Interface® vinden op www.interfaceforce.com, of door een van onze deskundige toepassingsingenieurs te bellen op 480.948.5555.