Завантажте нашу останню статтю із поширеними запитаннями про використання багатокомпонетних датчиків, які використовуються в таких сферах застосування, як робототехніка.
Стаття відповість на такі питання, як:
- Що таке багатокомпонетний датчик
- Скільки осей зазвичай можуть вимірювати багатокомпонетні датчики?
- На які результати можна очікувати?
- Як монтуються багатокомпонетні датчики?
- і набагато більше!
Багатокомпонетні датчики: основні питання
Що таке багатокомпонетний датчик?
Багатокомпонетний датчик – це датчик, який може вимірювати сили, що діють у кількох площинах, як, наприклад, вимірювання в напрямках x і y. Деякі багатокомпонетні датчики можуть вимірювати не тільки спрямовані сили, але й моменти, обертальні сили навколо осі.
Скільки осей зазвичай можуть вимірювати багатокомпонетні датчики?
Багатокомпонетні датчики можуть вимірювати до шести осей. Шестіосний датчик буде вимірювати напрямки та моменти x, y, z.
Який вихідний сигнал?
Залежно від застосування та величини сили типові вихідні сигнали вимірюються в аналогових одиницях мВ/В або вони перетворюються на цифровий вихідний сигнал, який відповідає стандартному протоколу, такому як FireWire або CANbus.
Електричний вихід мВ/В відноситься до збудження датчика при номінальному навантаженні, крутному моменті або тиску. Наприклад, вихідна напруга тензодатчика 2 мВ/В при номінальній потужності 100 фунтів із використанням збудження 10 В становитиме 20 мВ при 100 фунтах або 0,2 мВ на кожен фунт прикладеного навантаження.
Встановлення та монтаж
Які є варіанти щодо розмірів та номінальних навантажень?
Можна знайти багатокомпонетні датчики, здатні виявляти навантаження всього в кілька грамів. Також можна знайти агрегати, які можуть реагувати на навантаження в кілька тисяч фунтів, без руйнування.
Як монтуються багатокомпонетні датчики?
Оскільки багатокомпонетні датчики вимірюють як моменти, і сили, вони чутливі до знаходження навіть під невеликим кутом до монтажної поверхні. Тому процедури монтажу повинні запобігати навіть незначним зміщенням. Монтажні поверхні повинні бути досить жорсткими, щоб вони не деформувалися.
Загальне правило полягає в тому, що товщина з’єднувальних елементів повинна становити приблизно одну третину висоти перетворювача. (Найкраще, якщо під навантаженням контактна поверхня прогинається менше ніж на 0,005 мм.) Поверхня також має бути без фарби та виготовлена зі сталі з мінімальною твердістю 40 HRC. Вимірювальний корпус (механічний інтерфейс) перетворювача з нержавіючої сталі має мінімальну твердість 42 HRC.
Рівність поверхні має бути не менше 0,05 мм, а шорсткість поверхні ≤ Ra 1,6. В ідеалі поверхня повинна бути відшліфована. Перетворювач повинен бути відцентрований на елементах конструкції та вирівняний за допомогою позиціонуючих штифтів. Кутова похибка або допуск позиціонування повинні бути нижче 0,1°. Нарешті, кріпильні гвинти багатоосьового датчика слід затягнути по діагоналі до повного моменту затягування, щоб датчик лежав рівно на монтажній поверхні.
Застосування багатокомпонентних датчиків
У яких додатках вимірюють сили в більш ніж одному плоскому напрямку?
У багатьох додатках намагаються визначити векторне навантаження, яке має бути описано в термінах позиційних координат x, y та z. Подібним чином багатокомпонетні датчики допомагають розпізнавати вхідні дані щодо напрямку або калібру в кількох напрямках.
Коли ви використовуєте багатокомпонетний датчик замість кількох одноосьових?
Багатокомпонетний датчик може бути меншим і займати менший простір, ніж кілька одноосьових датчиків. Крім того, схема його підключення може бути простіше. Ці фактори, як правило, знижують матеріальні витрати.
Які медичні програми потребують багатоосьових датчиків?
Медична робототехніка широко використовує багатокомпонетні датчики. Такі датчики допомагають розвивати медичну робототехніку, яка використовується в хірургічних процедурах, медичному навчанні та реабілітації. Подібним чином багатокомпонетні датчики використовуються для діагностичного обладнання в апаратах УЗД і МРТ, а також сканерах ПЕТ і КТ.
Перехресні перешкоди, гістерезис, нелінійність
Що таке перехресні перешкоди в багатокомпонетних датчиках?
Коли навантаження прикладається лише в одному напрямку, а вихід є на інших осях, говорять про перехресні перешкоди між каналами. Рівні перехресних перешкод є частиною технічних характеристик багатокомпонетних датчиків. Вони подані у відсотках від виходу каналу.
Як визначається нелінійність для багатокомпонетних датчиків?
Нелінійність – це максимальне відхилення калібрувальної кривої від прямої лінії, проведеної між вихідними сигналами без навантаження та при номінальному навантаженні, виражене у відсотках від номінального вихідного сигналу та виміряне при збільшенні навантаження.
Що таке гістерезис багатоосьового датчика?
Гістерезис — це максимальна різниця між вихідними показаннями датчика для однакового прикладеного навантаження. Одне показання отримано від збільшення навантаження від нуля, а інше – від падіння навантаження від номінальної потужності. Гістерезис зазвичай вимірюється на половині номінальної потужності та виражається у відсотках від номінальної потужності.