Как получить максимальную отдачу от технических характеристик

Технические характеристики и срок службы тензодатчика силы зависят от многих факторов, одим из этих параметров  является конструкция датчика силы и элемента ввода нагрузки. Элементы конструкции, на которых установлен датчик силы, должны соответствовать определенным техническим требованиям. Подробная информация по этой теме приведена в руководствах по эксплуатации.

Для обеспечения максимальной отдачи в точности и сроке службы тензодатчиков силы, элементы ввода нагрузки должны отвечать следующим условиям:

  • Для минимизации износа важным требованием является то, что элементы ввода нагрузки должны иметь достаточную твердость (40 HRC).
  • Элементы ввода нагрузки должны иметь полированную поверхность (Ra = 0,8 мкм).
  • Элементы ввода нагрузки не должны сильно деформироваться под воздействием нагрузки.
  • Элементы ввода нагрузки должны обеспечивать, равномерное и центрированное приложение силы к датчику.

Сбалансированное введение нагрузки

Многие датчики силы на сжатие на верхней стороне имеют круглый, выпуклый элемент ввода нагрузки, который обеспечивает автоматическое центрирование приложенной силы. Это достигается тем, что самая высокая точка ввода нагрузки находится точно в центре датчика.

Датчик силы C10 с круглым, выпуклым элементом ввода нагрузки

В этой точке создается очень высокое механическое напряжение, особенно в датчиках силы для очень больших номиналов; для обеспечения высокой точности датчиков, конструктор может изменять радиус части приложения нагрузки. Эти напряжения должны учитываться при проектировании узлов встройки  - существует риск того, что они могут подвергнуться деформации.

Поэтому для всех датчиков силы на сжатие предлагаются так называемые узлы встройки, а также и для некоторых датчиков силы на растяжение / сжатие; они отвечают вышеуказанным условиям и защищают подключенный структурный элемент.

Датчик силы C10 с узлом встройки

Особенности датчиков силы стержневого типа с внутренним отверстием

Датчики силы стержневого типа с внутренним отверстием, такие как C6B от HBM, обладают многочисленными преимуществами:

  • Высокая жесткость и фундаментальная частота - идеальный выбор для динамических испытаний
  • Прочная конструкция, обеспечивающая устойчивость к коррозионным воздействиям, а также вибрации или ударам
  • Экономически эффективное решение
  • Доступны для чрезвычайно высоких нагрузок (продукция HBM до 10 MN)

Поскольку этот тип датчиков силы не имеет сферической части приложения нагрузки, что в свою очередь облегчает его механическое подключение.

Равномерное приложение силы

Высокая жесткость и отсутствие центральной части приложения силы требуют разумной осторожности, чтобы обеспечить надлежащую установку датчика. Тензорезисторы, которые преобразуют приложенное усилие в измеряемое изменение сопротивления, устанавливаются в четырех разных точках по окружности датчика силы. Для достижения хороших результатов, сила должна действовать равномерно по окружности тензодатчика. Неравномерности и перекосы не компенсируются этими датчиками, поскольку они имеют очень небольшие номинальное смещение.

Компактный дизайн или высокая конструкция датчика

Простым способом обеспечения равномерного распределения механических напряжений является создание датчиков, которые имеют высокую конструкцию, которая гарантирует, точное распределение деформации по окружности. Однако это часто противоречит запросам клиентов о компактном дизайне и малом весе. Такой подход является приемлемым с учетом высокой точности датчиков силы, и соответствующие датчики также разработаны таким образом.

Новый датчик силы C6B с внутренним отверстием, который позволяет использовать откидной рычаг. Датчики силы 5 МН и выше не имеют внутреннего отверстия.

Для датчика силы сжатия C6B HBM предлагает монтажные детали, которые соответствуют вышеупомянутым требованиям, т.е. обеспечивают равномерное распределение механических напряжений. Особенность: При поставке датчиков силы и частей приложения нагрузки, которые будут использоваться как один комплект, для обеспечения точных и надежных результатов измерений НВМ проводит их калибровку. Все детали имеют специальную маркировку, что гарантирует, что всегда используется только калиброванная HBM комбинация, которая используется для измерений. Можно использовать как сферические кольца (см. рис. ниже), так и нагрузочные площадки, также доступны опоры.

C6B с сферическим кольцом ZK. Две части приложения нагрузки могут перемещаться относительно друг друга, что облегчает угловую компенсацию. Версии до 2 MN поставляются с внутренним отверстием, которое позволяет использовать откидной рычаг. Это позволяет, например, удобно измерить натяжение каната, используя C6B в качестве откидного рычага (преобразование усилия растяжения в усилие сжатия).

C6B с нагрузочной площадкой (с выпуклым элементом ввода нагрузки) и опорой. На снимке показан датчик на стадии разработки.

 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                          По материалам НВМ