grensesnitt 201 Lasteceller brukerveiledning

grensesnitt 201 Lasteceller

Produktinformasjon

Spesifikasjoner

• Modell: Veiledning for belastningsceller 201
• Produsent: Interface, Inc.
• Excitation Voltage: 10 VDC
• Brokrets: Full bro
• Benmotstand: 350 ohm (bortsett fra modellseriene 1500 og 1923 med 700 ohm ben)

Produktbruksinstruksjoner

Excitation Voltage
Grensesnittveieceller kommer med en full brokrets. Den foretrukne eksitasjonsvoltage er 10 VDC, noe som sikrer den nærmeste overensstemmelse med den originale kalibreringen utført på Interface.

Installasjon

1. Sørg for at lastcellen er riktig montert på en stabil overflate for å unngå vibrasjoner eller forstyrrelser under målingene.
2. Koble veiecellekablene sikkert til de angitte grensesnittene i henhold til de medfølgende retningslinjene.

Kalibrering

1. Før du bruker veiecellen, kalibrer den i henhold til produsentens instruksjoner for å sikre nøyaktige målinger.
2. Utfør regelmessige kalibreringskontroller for å opprettholde målenes presisjon over tid.

Vedlikehold

1. Hold belastningscellen ren og fri for rusk som kan påvirke ytelsen.
2. Inspiser belastningscellen regelmessig for tegn på slitasje eller skade, og skift ut om nødvendig.

Ofte stilte spørsmål (FAQ)

• Spørsmål: Hva bør jeg gjøre hvis belastningscelleavlesningene mine er inkonsekvente?
  A: Sjekk installasjonen for løse koblinger eller feil montering som kan påvirke avlesningene. Kalibrer lastcellen på nytt om nødvendig.
• Spørsmål: Kan jeg bruke lastcellen til dynamiske kraftmålinger?
  A: Lastcellens spesifikasjoner skal indikere om den er egnet for dynamiske kraftmålinger. Se brukerhåndboken eller kontakt produsenten for spesifikk veiledning.
• Spørsmål: Hvordan vet jeg om lastcellen min må skiftes ut?
  A: Hvis du oppdager betydelige avvik i målinger, ujevn oppførsel eller fysisk skade på veiecellen, kan det være på tide å vurdere å bytte den ut. Kontakt produsenten for ytterligere hjelp.

Introduksjon

Introduksjon til veiledningen for belastningsceller 201
Velkommen til Interface Load Cells 201 Guide: Generelle prosedyrer for bruk av Load Cells, et viktig utdrag fra Interfaces populære Load Cell Field Guide.
Denne hurtigreferanseressursen dykker ned i de praktiske aspektene ved å sette opp og bruke lastceller, og gir deg mulighet til å trekke ut de mest nøyaktige og pålitelige kraftmålingene fra utstyret ditt.
Enten du er en erfaren ingeniør eller en nysgjerrig nykommer i kraftmålingsverdenen, gir denne veiledningen uvurderlig teknisk innsikt og praktiske instruksjoner for å navigere i prosesser, fra valg av riktig lastcelle til å sikre optimal ytelse og lang levetid.
I denne korte veiledningen vil du finne generell prosedyreinformasjon om bruk av grensesnittkraftmålingsløsninger, spesielt våre presisjonslastceller.
Få en solid forståelse av de underliggende konseptene for lastcelledrift, inkludert eksitasjon voltage, utgangssignaler og målenøyaktighet. Mestre kunsten med riktig veiecelleinstallasjon med detaljerte instruksjoner om fysisk montering, kabeltilkobling og systemintegrasjon. Vi vil veilede deg gjennom vanskelighetene med "døde" og "levende" ender, forskjellige celletyper og spesifikke monteringsprosedyrer, for å sikre et sikkert og stabilt oppsett.
Interface Load Cells 201 Guide er en annen teknisk referanse for å hjelpe deg med å mestre kunsten å måle kraft. Med sine klare forklaringer, praktiske prosedyrer og innsiktsfulle tips, vil du være godt i gang med å innhente nøyaktige og pålitelige data, optimalisere prosessene dine og oppnå eksepsjonelle resultater i enhver kraftmålingsapplikasjon.
Husk at presis kraftmåling er nøkkelen til utallige bransjer og bestrebelser. Vi oppfordrer deg til å utforske de følgende delene for å dykke dypere inn i spesifikke aspekter ved bruk av belastningsceller og slippe løs kraften til nøyaktig kraftmåling. Hvis du har spørsmål om noen av disse emnene, trenger hjelp til å velge riktig sensor, eller ønsker å utforske en spesifikk applikasjon, kontakt Interface Application Engineers.
Ditt grensesnittteam

GENERELLE PROSEDYRER FOR BRUK AV LASTECELLER

Excitation Voltage

Grensesnittlastceller inneholder alle en full brokrets, som er vist i forenklet form i figur 1. Hvert ben er vanligvis 350 ohm, bortsett fra modellseriene 1500 og 1923 som har 700 ohm ben.
Den foretrukne eksitasjonsvoltage er 10 VDC, som garanterer brukeren den nærmeste matchen til den originale kalibreringen utført ved Interface. Dette er fordi målefaktoren (følsomheten til målerne) påvirkes av temperaturen. Siden varmespredningen i målerne er koblet til bøyningen gjennom en tynn epoksylimlinje, holdes målerne ved en temperatur som er svært nær den omgivende bøyetemperaturen. Men jo høyere effekttap i målerne, jo lenger avviker målertemperaturen fra bøyetemperaturen. Med henvisning til figur 2, legg merke til at en 350 ohm bro sprer 286 mw ved 10 VDC. Dobling av voltage til 20 VDC firdobler dissipasjonen til 1143 mw, som er en stor mengde effekt i de små målerne og dermed forårsaker en betydelig økning i temperaturgradienten fra målerne til bøyningen. Motsatt halvering av voltage til 5 VDC senker utslippet til 71 mw, som ikke er vesentlig mindre enn 286 mw. Betjene en Low Profile celle ved 20 VDC vil redusere følsomheten med omtrent 0.07 % fra grensesnittkalibreringen, mens bruk av den ved 5 VDC vil øke følsomheten med mindre enn 0.02 %. Å betjene en celle ved 5 eller til og med 2.5 VDC for å spare strøm i bærbart utstyr er en svært vanlig praksis.

Enkelte bærbare dataloggere slår på magnetiseringen elektrisk i en svært lav andel av tiden for å spare strøm enda mer. Hvis driftssyklusen (prosenttage av "på"-tid) er bare 5 %, med 5 VDC eksitasjon er varmeeffekten minimale 3.6 mw, noe som kan føre til en økning i følsomheten på opptil 0.023 % fra grensesnittkalibreringen. Brukere som har elektronikk som kun gir AC-eksitasjon bør sette den til 10 VRMS, noe som vil forårsake samme varmespredning i bromålerne som 10 VDC. Variasjon i eksitasjon voltage kan også forårsake en liten forskyvning i nullbalanse og kryp. Denne effekten er mest merkbar når eksitasjonsvoltage slås først på. Den åpenbare løsningen for denne effekten er å la lastcellen stabilisere seg ved å operere den med 10 VDC eksitasjon i tiden som kreves for at måletemperaturene skal nå likevekt. For kritiske kalibreringer kan dette ta opptil 30 minutter. Siden eksitasjonen voltage er vanligvis godt regulert for å redusere målefeil, effektene av eksitasjon voltage variasjon er vanligvis ikke sett av brukere bortsett fra når voltage blir først brukt på cellen.

Remote Sensing of Excitation Voltage

Mange applikasjoner kan benytte seg av fire-trådsforbindelsen vist i figur 3. Signalbehandleren genererer en regulert eksitasjonsvolumtage, Vx, som vanligvis er 10 VDC. De to ledningene som bærer eksitasjonsvoltage til lastcellen har hver en linjemotstand, Rw. Hvis tilkoblingskabelen er kort nok, vil fallet i eksitasjonsvoltage i linjene, forårsaket av strøm som flyter gjennom Rw, vil ikke være et problem. Figur 4 viser løsningen for linjefallproblemet. Ved å ta med to ekstra ledninger tilbake fra veiecellen, kan vi koble til voltage rett ved terminalene til lastcellen til sensorkretsene i signalbehandleren. Dermed kan regulatorkretsen opprettholde eksitasjonsvoltage ved veiecellen nøyaktig ved 10 VDC under alle forhold. Denne sekstrådskretsen korrigerer ikke bare for fallet i ledningene, men korrigerer også for endringer i ledningsmotstanden på grunn av temperatur. Figur 5 viser størrelsen på feilene som genereres ved bruk av firelederkabelen, for tre vanlige kablerstørrelser.
Grafen kan interpoleres for andre ledningsstørrelser ved å merke seg at hvert trinnsøkning i ledningsstørrelse øker motstanden (og dermed linjefallet) med en faktor på 1.26 ganger. Grafen kan også brukes til å beregne feilen for forskjellige kabellengder ved å beregne forholdet mellom lengden og 100 fot, og multiplisere dette forholdet ganger verdien fra grafen. Temperaturområdet til grafen kan virke bredere enn nødvendig, og det er sant for de fleste applikasjoner. Tenk imidlertid på en #28AWG-kabel som for det meste går utenfor til en veiestasjon om vinteren, ved 20 grader F. Når solen skinner på kabelen om sommeren, kan kabeltemperaturen stige til over 140 grader F. Feilen vil stige fra – 3.2 % RDG til –4.2 % RDG, et skifte på –1.0 % RDG.
Hvis belastningen på kabelen økes fra én veiecelle til fire veieceller, vil fallene være fire ganger verre. Således, for eksample, en 100 fot #22AWG-kabel ville ha en feil ved 80 grader F på (4 x 0.938) = 3.752 % RDG.
Disse feilene er så betydelige at standard praksis for alle flercelleinstallasjoner er å bruke en signalkondisjonering som har fjernfølingsevne, og å bruke en seks-leder kabel ut til koblingsboksen som forbinder de fire cellene. Med tanke på at en stor lastebilvekt kan ha så mange som 16 veieceller, er det avgjørende å ta opp problemet med kabelmotstand for hver installasjon.
Enkle tommelfingerregler som er enkle å huske:

1. Motstanden på 100 fot #22AWG-kabel (begge ledninger i sløyfen) er 3.24 ohm ved 70 grader F.
2. Hvert tre trinn i trådstørrelse dobler motstanden, eller ett trinn øker motstanden med en faktor på 1.26 ganger.
3. Temperaturkoeffisienten for motstand for glødet kobbertråd er 23 % per 100 grader F.

Fra disse konstantene er det mulig å beregne sløyfemotstanden for enhver kombinasjon av ledningsstørrelse, kabellengde og temperatur.

Fysisk montering: "Dead" og "Live" End

Selv om en lastcelle vil fungere uansett hvordan den er orientert og om den drives i spenningsmodus eller kompresjonsmodus, er det svært viktig å montere cellen riktig for å sikre at cellen vil gi de mest stabile avlesningene den er i stand til.

Alle veieceller har en «blindvei» Live End og en «live» ende. Blindkanten er definert som monteringsenden som er direkte koblet til utgangskabelen eller kontakten med solid metall, som vist med den tunge pilen i figur 6. Motsatt er den strømførende enden atskilt fra utgangskabelen eller kontakten med måleområdet av bøyningen.

Dette konseptet er viktig, fordi montering av en celle på dens strømførende ende gjør den utsatt for krefter som introduseres ved å flytte eller trekke kabelen, mens montering av den på blindveien sikrer at kreftene som kommer inn gjennom kabelen blir shuntet til monteringen i stedet for å bli målt av veiecellen. Vanligvis leser grensesnittnavneskiltet riktig når cellen sitter på blindveien på en horisontal overflate. Derfor kan brukeren bruke navneskiltbokstavene til å spesifisere ønsket orientering svært eksplisitt til installasjonsteamet. Som eksampFor en enkeltcelleinstallasjon som holder et fartøy i strekk fra en takbjelke, vil brukeren spesifisere å montere cellen slik at navneskiltet står opp ned. For en celle montert på en hydraulisk sylinder, ville navneskiltet leses riktig når viewed fra den hydrauliske sylinderenden.

NOTE: Enkelte Interface-kunder har spesifisert at deres navneskilt skal være orientert opp ned fra vanlig praksis. Vær forsiktig ved en kundes installasjon inntil du er sikker på at du kjenner merkeskiltets orienteringssituasjon.

Monteringsprosedyrer for stråleceller

Bjelkeceller monteres med maskinskruer eller bolter gjennom de to uutløste hullene i blindenden av bøyningen. Hvis det er mulig, bør det brukes en flat skive under skruehodet for å unngå riper i overflaten på veiecellen. Alle bolter skal være klasse 5 opp til #8 størrelse, og grad 8 for 1/4" eller større. Siden alle dreiemomenter og krefter påføres ved dødenden av cellen, er det liten risiko for at cellen vil bli skadet av monteringsprosessen. Unngå imidlertid elektrisk lysbuesveising når cellen er installert, og unngå å miste cellen eller treffe den strømførende enden av cellen. For montering av cellene:

• MB-seriens celler bruker 8-32 maskinskruer, tiltrukket til 30 tommer-pund
• SSB-seriens celler bruker også 8-32 maskinskruer med en kapasitet på 250 lbf
• For SSB-500 bruk 1/4 – 28 bolter og moment til 60 tommer-pund (5 ft-lb)
• For SSB-1000 bruk 3/8 – 24 bolter og moment til 240 tommer-pund (20 ft-lb)

Monteringsprosedyrer for andre miniceller

I motsetning til den ganske enkle monteringsprosedyren for stråleceller, utgjør de andre minicellene (SM-, SSM-, SMT-, SPI- og SML-serien) risikoen for skade ved å påføre et hvilket som helst dreiemoment fra den levende enden til den blinde enden, gjennom den gaged område. Husk at navneskiltet dekker det måleområdet, slik at belastningscellen ser ut som et solid stykke metall. Av denne grunn er det viktig at installatørene er opplært i konstruksjonen av Mini Cells slik at de forstår hva bruken av dreiemoment kan gjøre med det tynne området i midten, under navneskiltet.
Hver gang momentet må påføres cellen, for montering av selve cellen eller for å installere en fikstur på cellen, bør den berørte enden holdes av en åpen endenøkkel eller en halvmånenøkkel slik at momentet på cellen kan reagerte i samme ende der dreiemomentet påføres. Det er vanligvis god praksis å installere armaturer først ved å bruke en benk skrustikke for å holde belastningscellens strømførende ende, og deretter montere belastningscellen på blindveien. Denne sekvensen minimerer muligheten for at dreiemoment vil påføres gjennom belastningscellen.

Siden Mini Cells har innvendige gjengede hull i begge ender for feste, må alle gjengede stenger eller skruer settes inn minst én diameter i det gjengede hullet,
for å sikre en sterk tilknytning. I tillegg bør alle gjengefester være godt låst på plass med en låsemutter eller skrudd ned til en skulder for å sikre fast gjengekontakt. Løs gjengekontakt vil til slutt forårsake slitasje på belastningscellens gjenger, med det resultat at cellen ikke vil oppfylle spesifikasjonene etter lang tids bruk.

Gjenget stang som brukes til å koble til Mini-Series-lastceller som er større enn 500 lbf kapasitet, bør varmebehandles til klasse 5 eller bedre. En god måte å få herdet gjenget stang med rullede klasse 3-gjenger på er å bruke unbrakoskruer, som kan fås fra alle de store kataloglagrene som McMaster-Carr eller Grainger.
For konsistente resultater, kan maskinvare som stangendelagre og gaffel
installeres på fabrikken ved å spesifisere nøyaktig maskinvare, rotasjonsretningen og hull-til-hull-avstanden på innkjøpsordren. Fabrikken er alltid glade for å oppgi anbefalte og mulige dimensjoner for festet maskinvare.

Monteringsprosedyrer for Low Profile Celler med baser

Når en Low Profile cellen er anskaffet fra fabrikken med basen installert, monteringsboltene rundt periferien av cellen har blitt riktig tiltrukket og cellen er kalibrert med basen på plass. Det sirkulære trinnet på undersiden av basen er designet for å lede kreftene riktig gjennom basen og inn i belastningscellen. Basen skal boltes godt til en hard, flat overflate.

Hvis basen skal monteres på utvendig gjenge på en hydraulisk sylinder, kan basen holdes fra å rotere ved å bruke en skiftenøkkel. Det er fire skrunøkkelhull rundt periferien av basen for dette formålet.
Når det gjelder koblingen til navgjengene, er det tre krav som skal sikre best resultat.

1. Den delen av gjengestangen som griper inn i belastningscellens navgjenger bør ha klasse 3-gjenger, for å gi de mest konsistente gjenge-til-gjenge-kontaktkreftene.
2. Stangen skal skrus inn i navet til bunnpluggen, og deretter trekkes av én omdreining, for å reprodusere gjengeinngrepet som ble brukt under den opprinnelige kalibreringen.
3. Gjengene må festes tett ved bruk av en låsemutter. Den enkleste måten å oppnå dette på er å trekke spenningen på 130 til
   140 prosent av kapasiteten på cellen, og sett deretter låsemutteren lett. Når spenningen løsnes, vil trådene være ordentlig i inngrep. Denne metoden gir mer konsekvent inngrep enn å prøve å klemme gjengene ved å trekke til låsemutteren uten spenning på stangen.

I tilfelle kunden ikke har fasiliteter for å trekke nok spenning til å sette navgjengene, kan en kalibreringsadapter også installeres i en hvilken som helst Low Profile celle på fabrikken. Denne konfigurasjonen vil gi best mulig resultater, og vil gi en utvendig gjengeforbindelse som ikke er så kritisk med hensyn til tilkoblingsmetoden.

I tillegg er enden av kalibreringsadapteren formet til en sfærisk radius som også Load Cell gjør at cellen kan brukes som en base rett kompresjonscelle. Denne konfigurasjonen for kompresjonsmodus er mer lineær og repeterbar enn bruken av en lastknapp i en universalcelle, fordi kalibreringsadapteren kan installeres under spenning og fastklemmes riktig for mer konsistent gjengeinngrep i cellen.

Monteringsprosedyrer for Low Profile Celler uten baser

Montering av en Low Profile cellen skal gjengi monteringen som ble brukt under kalibreringen. Derfor, når det er nødvendig å montere en lastcelle på en kundelevert overflate, bør følgende fem kriterier følges strengt.

1. Monteringsoverflaten bør være av et materiale som har samme varmeutvidelseskoeffisient som lastcellen, og av tilsvarende hardhet. For celler opp til 2000 lbf kapasitet, bruk 2024 aluminium. For alle større celler, bruk 4041 stål, herdet til Rc 33 til 37.
2. Tykkelsen bør være minst like tykk som fabrikkbasen som normalt brukes med veiecellen. Dette betyr ikke at cellen ikke vil fungere med en tynnere montering, men cellen kan ikke oppfylle spesifikasjoner for linearitet, repeterbarhet eller hysterese på en tynn monteringsplate.
3. Overflaten bør slipes til en flathet på 0.0002” TIR Hvis platen varmebehandles etter sliping, lønner det seg alltid å gi overflaten en ekstra lett sliping for å sikre flathet.
4. Monteringsboltene bør være klasse 8. Hvis de ikke kan fås lokalt, kan de bestilles fra fabrikken. For celler med forsænkede monteringshull, bruk hodeskruer. For alle andre celler, bruk sekskantbolter. Ikke bruk skiver under boltehodene.
5. Stram først boltene til 60 % av det spesifiserte momentet; deretter dreiemoment til 90%; til slutt, avslutt med 100 %. Monteringsboltene skal trekkes til i rekkefølge, som vist i figur 11, 12 og 13. For celler med 4 monteringshull, bruk mønsteret for de første 4 hullene i 8-hullsmønsteret.

Monteringsmomenter for armaturer i Low Profile Celler

Dreiemomentverdiene for montering av armaturer i de aktive endene av Low Profile Lasteceller er ikke de samme som standardverdiene som finnes i tabeller for de involverte materialene. Årsaken til denne forskjellen er at den tynne radialen webs er de eneste strukturelle elementene som hindrer senternavet fra å rotere i forhold til cellens periferi. Den sikreste måten å oppnå en fast gjenge-til-gjenge-kontakt på uten å skade cellen er å påføre en strekkbelastning på 130 til 140 % av lastcellens kapasitet, sette låsemutteren godt ved å bruke et lett moment på låsemutteren, og slipp deretter lasten.

Momenter på navene til LowProfile® celler bør begrenses av følgende ligning:

For eksample, navet i en 1000 lbf LowProfile®-cellen skal ikke utsettes for mer enn 400 lb-in dreiemoment.

FORSIKTIGHET: Påføring av for stort dreiemoment kan skjære bindingen mellom kanten av tetningsmembranen og bøyningen. Det kan også forårsake permanent forvrengning av radialen webs, noe som kan påvirke kalibreringen, men kanskje ikke vises som et skifte i nullbalansen til lastcellen.

Interface® er den pålitelige The World Leader in Force Measurement Solutions®. Vi leder ved å designe, produsere og garantere de høyeste ytelseslastcellene, dreiemomenttransdusere, fleraksesensorer og tilhørende instrumentering tilgjengelig. Våre ingeniører i verdensklasse leverer løsninger til romfart, bilindustri, energi, medisinsk og test- og måleindustrien fra gram til millioner av pund, i hundrevis av konfigurasjoner. Vi er den fremste leverandøren til Fortune 100-selskaper over hele verden, inkludert; Boeing, Airbus, NASA, Ford, GM, Johnson & Johnson, NIST og tusenvis av målelaboratorier. Våre interne kalibreringslaboratorier støtter en rekke teststandarder: ASTM E74, ISO-376, MIL-STD, EN10002-3, ISO-17025 og andre.

Du finner mer teknisk informasjon om veieceller og Interface®s produkttilbud på www.interfaceforce.com, eller ved å ringe en av våre ekspertapplikasjonsingeniører på 480.948.5555.

©1998–2009 Interface Inc.
Revidert 2024
Alle rettigheter forbeholdt.
Interface, Inc. gir ingen garanti, verken uttrykt eller underforstått, inkludert, men ikke begrenset til, eventuelle underforståtte garantier for salgbarhet eller egnethet for et bestemt formål, angående disse materialene, og gjør slikt materiale tilgjengelig utelukkende på en "som den er"-basis . Interface, Inc. skal ikke under noen omstendigheter være ansvarlig overfor noen for spesielle, sikkerheter, tilfeldige skader eller følgeskader i forbindelse med eller som oppstår ved bruk av disse materialene.
Interface®, Inc.
7401 Butherus Drive
Scottsdale, Arizona 85260
480.948.5555 telefon
contact@interfaceforce.com
http://www.interfaceforce.com