คู่มือผู้ใช้โหลดเซลล์อินเทอร์เฟซ 301

โหลดเซลล์ 301 คู่มือ

เนื้อหา ซ่อน

1 เซลล์โหลด 301

2 โหลดเซลล์มีความแข็ง

3 โหลดเซลล์ความถี่ธรรมชาติ: เคสโหลดเบา

4 โหลดเซลล์ความถี่ธรรมชาติ: เคสโหลดหนัก

5 ติดต่อเรโซแนนซ์

6 การประยุกต์ใช้โหลดการสอบเทียบ: การปรับสภาพเซลล์

7 การประยุกต์ใช้โหลดการสอบเทียบ: แรงกระแทกและฮิสเทรีซิส

8 ทดสอบโปรโตคอลและการสอบเทียบ

9 การประยุกต์ใช้โหลดที่ใช้งานอยู่: การโหลดบนแกน

10 ความจุเกินพิกัดพร้อมการโหลดภายนอก

11 แรงกระแทก

12 เอกสาร / แหล่งข้อมูล

12.1 อ้างอิง

13 กระทู้ที่เกี่ยวข้อง

เซลล์โหลด 301

ลักษณะเฉพาะของโหลดเซลล์และการประยุกต์

Interface, Inc. ไม่รับประกันทั้งโดยชัดแจ้งหรือโดยนัย ซึ่งรวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียงการรับประกันโดยนัยเกี่ยวกับความสามารถเชิงพาณิชย์หรือความเหมาะสมสำหรับวัตถุประสงค์เฉพาะเกี่ยวกับวัสดุเหล่านี้ และทำให้วัสดุดังกล่าวพร้อมใช้งานตาม "สภาพที่เป็นอยู่" แต่เพียงผู้เดียว .
ไม่ว่าในกรณีใด Interface, Inc. จะไม่รับผิดชอบต่อใครก็ตามสำหรับความเสียหายพิเศษ หลักประกัน ความเสียหายโดยบังเอิญ หรือเป็นผลสืบเนื่อง ที่เกี่ยวข้องกับหรือเกิดขึ้นจากการใช้วัสดุเหล่านี้
อินเตอร์เฟซ®, Inc. 7401 บูเธอรัสไดรฟ์
สก็อตส์เดล, แอริโซนา 85260
โทรศัพท์ 480.948.5555
contact@interfaceforce.com
http://www.interfaceforce.com

ยินดีต้อนรับสู่คู่มือ Interface Load Cell 301 ซึ่งเป็นแหล่งข้อมูลทางเทคนิคที่ขาดไม่ได้ซึ่งเขียนโดยผู้เชี่ยวชาญด้านการวัดแรงในอุตสาหกรรม คู่มือขั้นสูงนี้ออกแบบมาสำหรับวิศวกรทดสอบและผู้ใช้อุปกรณ์ตรวจวัดที่ต้องการข้อมูลเชิงลึกที่ครอบคลุมเกี่ยวกับประสิทธิภาพและการเพิ่มประสิทธิภาพเซลล์โหลด
ในคู่มือเชิงปฏิบัตินี้ เราจะสำรวจหัวข้อที่สำคัญพร้อมคำอธิบายทางเทคนิค การแสดงภาพ และรายละเอียดทางวิทยาศาสตร์ที่จำเป็นสำหรับการทำความเข้าใจและเพิ่มฟังก์ชันการทำงานของโหลดเซลล์ในการใช้งานที่หลากหลาย
เรียนรู้ว่าความแข็งโดยธรรมชาติของโหลดเซลล์ส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานภายใต้สภาวะการโหลดที่แตกต่างกันอย่างไร ต่อไป เราจะตรวจสอบความถี่ธรรมชาติของโหลดเซลล์ โดยวิเคราะห์ทั้งสถานการณ์โหลดเบาและโหลดหนัก เพื่อทำความเข้าใจว่าความแปรผันของโหลดมีอิทธิพลต่อการตอบสนองความถี่อย่างไร
เสียงสะท้อนจากการสัมผัสเป็นอีกแง่มุมที่สำคัญซึ่งมีกล่าวถึงในคู่มือนี้อย่างกว้างขวาง โดยให้ความกระจ่างเกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้และความเกี่ยวข้องของปรากฏการณ์นี้สำหรับการวัดที่แม่นยำ นอกจากนี้ เรายังหารือเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้โหลดการสอบเทียบ โดยเน้นความสำคัญของการปรับสภาพเซลล์ และการจัดการผลกระทบและฮิสเทรีซิสในระหว่างขั้นตอนการสอบเทียบ
โปรโตคอลการทดสอบและการสอบเทียบได้รับการตรวจสอบอย่างละเอียด โดยให้แนวทางที่สมเหตุสมผลเพื่อรับรองความแม่นยำและความน่าเชื่อถือในกระบวนการวัด นอกจากนี้เรายังเจาะลึกการประยุกต์ใช้โหลดที่ใช้งานอยู่ โดยเน้นที่เทคนิคการโหลดบนแกนและกลยุทธ์ในการควบคุมโหลดนอกแกนเพื่อเพิ่มความแม่นยำในการวัด
นอกจากนี้ เรายังสำรวจวิธีการลดผลกระทบจากการโหลดภายนอกโดยการปรับการออกแบบให้เหมาะสม โดยนำเสนอข้อมูลเชิงลึกที่มีคุณค่าในการบรรเทาอิทธิพลภายนอกต่อประสิทธิภาพของโหลดเซลล์ นอกจากนี้ ยังมีการพูดคุยถึงความสามารถในการรับน้ำหนักเกินพร้อมการรับน้ำหนักภายนอกและการจัดการกับภาระกระแทกอย่างละเอียด เพื่อให้วิศวกรมีความรู้ที่จำเป็นในการปกป้องโหลดเซลล์จากสภาวะที่ไม่พึงประสงค์
คู่มือโหลดเซลล์อินเทอร์เฟซ 301 ให้ข้อมูลอันล้ำค่าเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ เพิ่มความแม่นยำ และรับประกันความน่าเชื่อถือของระบบการวัดในการใช้งานต่างๆ
ทีมอินเทอร์เฟซของคุณ

ลักษณะเฉพาะของโหลดเซลล์และการประยุกต์

โหลดเซลล์มีความแข็ง

ลูกค้ามักต้องการใช้โหลดเซลล์เป็นองค์ประกอบในโครงสร้างทางกายภาพของเครื่องจักรหรือชุดประกอบ ดังนั้น พวกเขาจึงอยากทราบว่าเซลล์จะตอบสนองต่อแรงที่เกิดขึ้นระหว่างการประกอบและการทำงานของเครื่องจักรอย่างไร
สำหรับชิ้นส่วนอื่นๆ ของเครื่องจักรดังกล่าวที่ทำจากวัสดุสต็อก นักออกแบบสามารถค้นหาลักษณะทางกายภาพ (เช่น การขยายตัวเนื่องจากความร้อน ความแข็ง และความแข็งกระด้าง) ในคู่มือ และกำหนดปฏิสัมพันธ์ของชิ้นส่วนต่างๆ ตามการออกแบบของเขา อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเซลล์โหลดสร้างขึ้นบนชิ้นส่วนที่ดัดได้ ซึ่งเป็นชิ้นส่วนที่ผ่านการกลึงที่ซับซ้อนซึ่งลูกค้าไม่ทราบรายละเอียด ดังนั้นลูกค้าจึงไม่สามารถระบุปฏิกิริยาต่อแรงของชิ้นส่วนเหล่านี้ได้เป็นแบบฝึกหัดที่มีประโยชน์ในการพิจารณาว่าการดัดงออย่างง่ายตอบสนองต่อแรงกระทำในทิศทางที่ต่างกันอย่างไร รูปที่ 1 แสดงตัวอย่างampเป็นการดัดงออย่างง่ายโดยการบดร่องทรงกระบอกลงทั้งสองด้านของท่อนเหล็ก แนวคิดนี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องจักรและแท่นทดสอบเพื่อแยกโหลดเซลล์ออกจากโหลดด้านข้าง ในตัวอย่างนี้ampการดัดงอแบบง่ายหมายถึงชิ้นส่วนในการออกแบบเครื่องจักร ไม่ใช่เซลล์โหลดจริง ส่วนที่บางของการดัดงอแบบง่ายทำหน้าที่เป็นตลับลูกปืนเสมือนที่ไม่มีแรงเสียดทานซึ่งมีค่าคงที่ของสปริงในการหมุนเพียงเล็กน้อย ดังนั้น อาจต้องวัดค่าคงที่ของสปริงของวัสดุและนำมาพิจารณาในลักษณะการตอบสนองของเครื่องจักร หากเราใช้แรงดึง (FT) หรือแรงอัด (FC) กับส่วนที่โค้งงอในมุมที่ตัดกับเส้นกึ่งกลาง ส่วนที่โค้งงอจะบิดเบี้ยวไปทางด้านข้างโดยองค์ประกอบเวกเตอร์ (F TX) หรือ (FCX) ดังที่แสดงด้วยเส้นขอบแบบจุด แม้ว่าผลลัพธ์จะดูคล้ายกันมากสำหรับทั้งสองกรณี แต่ก็แตกต่างกันอย่างมาก
ในกรณีแรงดึงในรูปที่ 1 แรงดัดงอมีแนวโน้มที่จะโค้งงอให้อยู่ในแนวเดียวกับแรงนอกแกน และแรงดัดงอจะเข้าสู่ตำแหน่งสมดุลอย่างปลอดภัย แม้จะอยู่ภายใต้แรงดึงมากก็ตาม
ในกรณีแรงอัด ปฏิกิริยาการดัดงอดังที่แสดงในรูปที่ 2 อาจสร้างความเสียหายได้มาก แม้ว่าแรงที่กระทำจะมีขนาดเท่ากันทุกประการและกระทำตามแนวการกระทำเดียวกันกับแรงดึง เนื่องจากแรงดัดงอจะโค้งออกจากแนวการกระทำของแรงที่กระทำ ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเพิ่มแรงด้านข้าง (F CX) ส่งผลให้แรงดัดงอ
งอได้มากขึ้น หากแรงด้านข้างเกินความสามารถของการดัดงอที่จะต้านทานการหมุน การดัดงอจะยังคงงอต่อไปและจะล้มเหลวในที่สุด ดังนั้น โหมดความล้มเหลวในการบีบอัดคือการดัดงอและยุบตัว และจะเกิดขึ้นที่แรงที่ต่ำกว่ามากซึ่งสามารถใช้แรงดึงได้อย่างปลอดภัย
บทเรียนที่จะเรียนรู้จากอดีตนี้ampโปรดทราบว่าต้องใช้ความระมัดระวังอย่างยิ่งเมื่อออกแบบการใช้งานโหลดเซลล์แบบอัดโดยใช้โครงสร้างแบบเสา การวางแนวที่ไม่ตรงเล็กน้อยสามารถขยายได้โดยการเคลื่อนที่ของคอลัมน์ภายใต้แรงอัด และผลลัพธ์อาจมีตั้งแต่ข้อผิดพลาดในการวัดไปจนถึงความล้มเหลวของโครงสร้างโดยสมบูรณ์
แฟนเก่าคนก่อนampเลอแสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าที่สำคัญประการหนึ่งtagของ Interface® LowProfile® การออกแบบเซลล์ เนื่องจากเซลล์มีขนาดสั้นมากเมื่อเทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลาง เซลล์จึงไม่ทำงานเหมือนเซลล์คอลัมน์ภายใต้แรงอัด มีความทนทานต่อการโหลดที่ไม่ตรงแนวมากกว่าเซลล์คอลัมน์มาก
ความแข็งของโหลดเซลล์ใดๆ ตามแนวแกนปฐมภูมิซึ่งเป็นแกนการวัดปกติสามารถคำนวณได้อย่างง่ายดาย โดยพิจารณาจากพิกัดความสามารถของเซลล์และการโก่งตัวที่โหลดพิกัด ข้อมูลการโก่งตัวของโหลดเซลล์สามารถพบได้ในแค็ตตาล็อก Interface® และ webเว็บไซต์.
บันทึก:
โปรดทราบว่าค่าเหล่านี้เป็นค่าทั่วไปแต่ไม่ใช่ข้อกำหนดที่ควบคุมสำหรับเซลล์โหลด โดยทั่วไปแล้ว การเบี่ยงเบนเป็นลักษณะเฉพาะของการออกแบบการดัด วัสดุดัด ปัจจัยเกจวัด และการสอบเทียบขั้นสุดท้ายของเซลล์ พารามิเตอร์เหล่านี้แต่ละพารามิเตอร์ได้รับการควบคุมแยกกัน แต่ผลสะสมอาจมีความแปรปรวนบ้าง
การใช้แรงดัดงอ SSM-100 ในรูปที่ 3 เป็นตัวอย่างampเลอ ความแข็งในแกนปฐมภูมิ (Z) สามารถคำนวณได้ดังนี้:การคำนวณประเภทนี้ใช้ได้กับเซลล์โหลดเชิงเส้นใดๆ บนแกนหลัก ในทางตรงกันข้าม ความแข็งของแกน (X) และ (Y) มีความซับซ้อนกว่ามากในการกำหนดทางทฤษฎี และโดยปกติแล้วผู้ใช้ Mini Cells จะไม่สนใจค่าเหล่านี้ เนื่องด้วยเหตุผลง่ายๆ ว่าการตอบสนองของเซลล์บนแกนทั้งสองนั้นไม่ได้รับการควบคุมเช่นเดียวกับ LowProfileซีรีส์ ® สำหรับเซลล์ขนาดเล็ก ขอแนะนำให้หลีกเลี่ยงการใช้แรงด้านข้างให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ เนื่องจากการรวมแรงนอกแกนเข้ากับเอาต์พุตของแกนหลักอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดได้
เช่นampการใช้โหลดด้านข้าง (FX) ทำให้เกจวัดที่ A ตรวจพบแรงดึง และเกจวัดที่ (B) ตรวจพบแรงอัด หากการดัดงอที่ (A) และ (B) เหมือนกัน และปัจจัยเกจวัดที่ (A) และ (B) ตรงกัน เราคาดว่าเอาต์พุตของเซลล์จะยกเลิกผลของโหลดด้านข้าง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากซีรีส์ SSM เป็นเซลล์ยูทิลิตี้ต้นทุนต่ำซึ่งโดยทั่วไปใช้ในแอปพลิเคชันที่มีโหลดด้านข้างต่ำ ต้นทุนเพิ่มเติมที่ลูกค้าต้องจ่ายเพื่อปรับสมดุลความไวต่อโหลดด้านข้างจึงมักไม่สมเหตุสมผล
แนวทางแก้ไขที่ถูกต้องในกรณีที่โหลดด้านข้างหรือโหลดโมเมนต์เกิดขึ้นคือการปลดโหลดเซลล์ออกจากแรงภายนอกเหล่านั้นโดยการใช้แบริ่งปลายก้านที่ปลายด้านใดด้านหนึ่งของโหลดเซลล์
เช่นampรูปที่ 4 แสดงการติดตั้งโหลดเซลล์โดยทั่วไปสำหรับน้ำหนักของถังเชื้อเพลิงที่วางอยู่บนจานชั่งน้ำหนัก เพื่อชั่งน้ำหนักเชื้อเพลิงที่ใช้ในการทดสอบเครื่องยนต์เคลวิสถูกยึดอย่างแน่นหนากับคานรองรับโดยใช้สตั๊ด แบริ่งปลายก้านสามารถหมุนรอบแกนของหมุดรองรับได้อย่างอิสระ และยังสามารถเคลื่อนที่ได้ประมาณ ±10 องศาในการหมุนทั้งในและนอกหน้าและรอบแกนหลักของโหลดเซลล์ อิสระในการเคลื่อนที่เหล่านี้ช่วยให้แน่ใจว่าแรงตึงจะอยู่บนเส้นกึ่งกลางเดียวกันกับแกนหลักของโหลดเซลล์ แม้ว่าน้ำหนักจะไม่ได้อยู่ตรงกลางจานชั่งน้ำหนักอย่างเหมาะสมก็ตาม
โปรดทราบว่าแผ่นป้ายบนโหลดเซลล์จะอ่านกลับหัว เนื่องจากต้องติดตั้งปลายตายของเซลล์เข้ากับส่วนรองรับของระบบ

โหลดเซลล์ความถี่ธรรมชาติ: เคสโหลดเบา

เซลล์โหลดมักจะถูกใช้ในสถานการณ์ที่ต้องติดตั้งโหลดเบา เช่น ถาดชั่งหรืออุปกรณ์ทดสอบขนาดเล็กที่ปลายเซลล์ที่มีกระแสไฟฟ้าอยู่ ผู้ใช้ต้องการทราบว่าเซลล์จะตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของโหลดได้เร็วเพียงใด โดยการเชื่อมต่อเอาต์พุตของเซลล์โหลดกับออสซิลโลสโคปและเรียกใช้การทดสอบง่ายๆ เราจะเรียนรู้ข้อเท็จจริงบางประการเกี่ยวกับการตอบสนองแบบไดนามิกของเซลล์ได้ หากเรายึดเซลล์ไว้กับบล็อกขนาดใหญ่ให้แน่นหนา จากนั้นเคาะปลายที่ใช้งานของเซลล์เบาๆ ด้วยค้อนขนาดเล็ก เราจะเห็น
dampรถไฟคลื่นไซน์เอ็ด (ชุดของคลื่นไซน์ซึ่งค่อยๆ ลดลงจนเหลือศูนย์)
บันทึก:
ใช้ความระมัดระวังอย่างยิ่งเมื่อกระแทกโหลดเซลล์ ระดับแรงสามารถทำลายเซลล์ได้ แม้จะเป็นช่วงเวลาสั้นๆ ก็ตามความถี่ (จำนวนรอบที่เกิดขึ้นในหนึ่งวินาที) ของการสั่นสามารถกำหนดได้โดยการวัดเวลา (T ) ของรอบสมบูรณ์หนึ่งรอบตั้งแต่จุดตัดศูนย์ที่เป็นบวกหนึ่งครั้งไปจนถึงรอบถัดไป รอบหนึ่งจะแสดงบนภาพออสซิลโลสโคปในรูปที่ 5 ด้วยเส้นรอยหนา เมื่อทราบคาบ (เวลาสำหรับหนึ่งรอบ) แล้ว เราสามารถคำนวณความถี่ธรรมชาติของการสั่นอิสระของเซลล์โหลด (fO) ได้จากสูตร:ความถี่ธรรมชาติของโหลดเซลล์เป็นที่สนใจเนื่องจากเราสามารถใช้ค่าของมันเพื่อประมาณการตอบสนองแบบไดนามิกของโหลดเซลล์ในระบบที่มีการโหลดน้อย
บันทึก:
ความถี่ธรรมชาติเป็นค่าทั่วไป แต่ไม่ใช่ข้อกำหนดเฉพาะที่ได้รับการควบคุม สิ่งเหล่านี้มีให้ในแค็ตตาล็อก Interface® เพื่อช่วยเหลือผู้ใช้เท่านั้น
ระบบมวลสปริงเทียบเท่าของเซลล์โหลดแสดงอยู่ในรูปที่ 6 มวล (M1) สอดคล้องกับมวลของปลายเซลล์ที่มีไฟฟ้า ตั้งแต่จุดยึดไปจนถึงส่วนบางของส่วนดัด สปริงที่มีค่าคงที่ของสปริง (K) แสดงถึงอัตราสปริงของส่วนวัดที่บางของส่วนดัด มวล (M2) แสดงถึงมวลเพิ่มของอุปกรณ์ใดๆ ที่ยึดกับปลายไฟฟ้าของเซลล์รับน้ำหนัก
รูปที่ 7 เชื่อมโยงมวลเชิงทฤษฎีเหล่านี้กับมวลจริงในระบบเซลล์โหลดจริง โปรดทราบว่าค่าคงที่ของสปริง (K ) เกิดขึ้นบนเส้นแบ่งที่ส่วนบางของส่วนดัดความถี่ธรรมชาติเป็นพารามิเตอร์พื้นฐาน ซึ่งเป็นผลลัพธ์ของการออกแบบโหลดเซลล์ ดังนั้น ผู้ใช้จะต้องเข้าใจว่าการเพิ่มมวลใดๆ ที่ปลายโหลดเซลล์ที่ทำงานอยู่จะส่งผลต่อการลดความถี่ธรรมชาติของระบบทั้งหมดลง สำหรับเช่นampเราสามารถจินตนาการถึงการดึงมวล M1 ลงมาเล็กน้อยในรูปที่ 6 แล้วปล่อย มวลจะแกว่งขึ้นและลงตามความถี่ที่กำหนดโดยค่าคงที่ของสปริง (K) และมวลของ M1
ในความเป็นจริงการแกว่งจะคamp เมื่อเวลาผ่านไปในลักษณะเดียวกับในรูปที่ 5
หากตอนนี้เรายึดมวล (M2) ไว้ที่ (M1)
การเพิ่มน้ำหนักของมวลจะลดความถี่ธรรมชาติของระบบมวลสปริง โชคดีที่ถ้าเรารู้มวลของ (M1 ) และ (M2) และความถี่ธรรมชาติของมวลสปริง-มวลดั้งเดิม เราก็สามารถคำนวณปริมาณที่ความถี่ธรรมชาติจะลดลงจากการบวก (M2 ) ตามสูตร:สำหรับวิศวกรไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์ การสอบเทียบแบบสถิตคือพารามิเตอร์ (DC) ในขณะที่การตอบสนองแบบไดนามิกคือพารามิเตอร์ (AC) ซึ่งแสดงไว้ในรูปที่ 7 โดยการสอบเทียบ DC จะแสดงอยู่ในใบรับรองการสอบเทียบของโรงงาน และผู้ใช้ต้องการทราบว่าการตอบสนองของเซลล์จะเป็นอย่างไรที่ความถี่การขับเคลื่อนที่จะใช้ในการทดสอบ
สังเกตระยะห่างที่เท่ากันของเส้นตาราง "ความถี่" และ "เอาต์พุต" บนกราฟในรูปที่ 7 ทั้งสองอย่างนี้เป็นฟังก์ชันลอการิทึม นั่นคือมันแสดงถึงตัวประกอบของ 10 จากเส้นตารางหนึ่งไปยังอีกเส้นหนึ่ง สำหรับเช่นampโดยที่ “0 db” หมายถึง “ไม่มีการเปลี่ยนแปลง” “+20 db” หมายถึง “10 เท่าของ 0 db” “–20 db” หมายถึง “1/10 ของ 0 db” และ “–40 db” หมายถึง “1/100 ของ 0 db”
เมื่อใช้มาตราส่วนลอการิทึม เราสามารถแสดงช่วงค่าที่มากขึ้น และลักษณะทั่วไปที่มากขึ้นจะกลายเป็นเส้นตรงบนกราฟ สำหรับเช่นampเลอ เส้นประแสดงความชันทั่วไปของเส้นโค้งตอบสนองเหนือความถี่ธรรมชาติ หากเราลากกราฟต่อไปและออกไปทางขวา การตอบสนองจะกลายเป็นเส้นกำกับ (ใกล้ขึ้นเรื่อยๆ) ไปยังเส้นตรงประ
บันทึก:
เส้นโค้งในรูปที่ 63 มีไว้เพื่อแสดงให้เห็นการตอบสนองทั่วไปของโหลดเซลล์ที่โหลดเบาภายใต้สภาวะที่เหมาะสมเท่านั้น ในการติดตั้งส่วนใหญ่ เสียงสะท้อนในอุปกรณ์ติดตั้ง โครงทดสอบ กลไกการขับเคลื่อน และ UUT (หน่วยที่ทดสอบ) จะมีอิทธิพลเหนือการตอบสนองของโหลดเซลล์

โหลดเซลล์ความถี่ธรรมชาติ: เคสโหลดหนัก

ในกรณีที่โหลดเซลล์ถูกเชื่อมต่ออย่างแน่นหนาทางกลไกเข้ากับระบบที่มวลของส่วนประกอบมีน้ำหนักมากกว่ามวลของโหลดเซลล์เองอย่างมาก โหลดเซลล์มีแนวโน้มที่จะทำหน้าที่เหมือนสปริงธรรมดามากกว่าที่เชื่อมต่อส่วนประกอบขับเคลื่อนกับส่วนประกอบที่ถูกขับเคลื่อนใน ระบบ.
ปัญหาสำหรับผู้ออกแบบระบบคือการวิเคราะห์มวลในระบบและการโต้ตอบกับค่าคงที่สปริงที่แข็งมากของโหลดเซลล์ ไม่มีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างความถี่ธรรมชาติที่ไม่ได้โหลดของโหลดเซลล์กับการสั่นพ้องที่มีโหลดจำนวนมากซึ่งจะเห็นได้ในระบบของผู้ใช้

ติดต่อเรโซแนนซ์

แทบทุกคนเคยเด้งลูกบาสเก็ตบอลและสังเกตว่าช่วงเวลา (ระยะเวลาระหว่างรอบ) สั้นลงเมื่อเด้งลูกบาสเก็ตบอลให้ใกล้พื้นมากขึ้น
ใครก็ตามที่เคยเล่นเครื่องพินบอลจะเคยเห็นลูกบอลกระทบไปมาระหว่างเสาโลหะสองต้น ยิ่งเสาเข้าใกล้เส้นผ่านศูนย์กลางของลูกบอลมากเท่าไร ลูกบอลก็จะกระทบเร็วขึ้นเท่านั้น เอฟเฟกต์การสั่นพ้องทั้งสองอย่างนี้เกิดจากองค์ประกอบเดียวกัน ได้แก่ มวล ช่องว่าง และการสัมผัสแบบสปริงที่ทำให้ทิศทางการเคลื่อนที่กลับกัน
ความถี่ของการสั่นเป็นสัดส่วนกับความแข็งของแรงคืนสภาพ และเป็นสัดส่วนผกผันกับขนาดของช่องว่างและมวล เอฟเฟกต์เรโซแนนซ์เดียวกันนี้สามารถพบได้ในเครื่องจักรหลายเครื่อง และการสะสมของการสั่นอาจทำให้เครื่องเสียหายระหว่างการทำงานปกติเช่นampในรูปที่ 9 ไดนามอมิเตอร์ใช้ในการวัดแรงม้าของเครื่องยนต์เบนซิน เครื่องยนต์ที่ทดสอบขับเคลื่อนเบรกน้ำซึ่งเพลาส่งออกเชื่อมต่อกับแขนรัศมี แขนสามารถหมุนได้อย่างอิสระ แต่ถูกจำกัดโดยเซลล์โหลด เมื่อทราบรอบต่อนาทีของเครื่องยนต์ แรงที่กระทำต่อเซลล์โหลด และความยาวของแขนรัศมีแล้ว เราสามารถคำนวณแรงม้าของเครื่องยนต์ได้
หากเราดูรายละเอียดระยะห่างระหว่างลูกปืนปลายก้านกับปลอกลูกปืนปลายก้านในรูปที่ 9 เราจะพบมิติระยะห่าง (D) เนื่องจากความแตกต่างของขนาดของลูกปืนและ ปลอกแขนที่รัดแน่น ผลรวมของระยะห่างจากลูกบอลทั้งสอง บวกกับความหลวมอื่นๆ ในระบบ จะเป็น “ช่องว่าง” ทั้งหมด ซึ่งสามารถทำให้เกิดการสั่นพ้องของการสัมผัสกับมวลของแขนรัศมีและอัตราสปริงของโหลดเซลล์เมื่อความเร็วรอบเครื่องยนต์เพิ่มขึ้น เราอาจพบรอบต่อนาทีที่อัตราการจุดระเบิดของกระบอกสูบของเครื่องยนต์ตรงกับความถี่เรโซแนนซ์สัมผัสของไดนามอมิเตอร์ หากเรายึดรอบต่อนาทีดังกล่าว แรงที่ขยายขึ้น (ทวีคูณ) จะเกิดการสั่นของการสัมผัส และแรงกระแทกที่มากกว่า 10 เท่าของแรงเฉลี่ยสามารถกระทำกับเซลล์โหลดได้อย่างง่ายดาย
ผลกระทบนี้จะเด่นชัดมากขึ้นเมื่อทดสอบเครื่องยนต์เครื่องตัดหญ้าแบบหนึ่งสูบมากกว่าเมื่อทดสอบเครื่องยนต์อัตโนมัติแปดสูบ เนื่องจากแรงกระตุ้นในการยิงจะเรียบลงเมื่อซ้อนทับกันในเครื่องยนต์อัตโนมัติ โดยทั่วไป การเพิ่มความถี่เรโซแนนซ์จะปรับปรุงการตอบสนองแบบไดนามิกของไดนาโมมิเตอร์
สามารถลดผลกระทบของการสั่นพ้องของการสัมผัสให้เหลือน้อยที่สุดได้โดย:

ใช้ลูกปืนปลายก้านคุณภาพสูง ซึ่งมีระยะเล่นระหว่างลูกปืนและลูกบ๊อกซ์ต่ำมาก

การขันน๊อตลูกปืนปลายก้านให้แน่นเพื่อให้แน่ใจว่าลูกปืนล็อคแน่นampเอ็ดในสถานที่
ทำให้เฟรมไดนาโมมิเตอร์แข็งที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
การใช้โหลดเซลล์ที่มีความจุสูงกว่าเพื่อเพิ่มความแข็งของโหลดเซลล์

การประยุกต์ใช้โหลดการสอบเทียบ: การปรับสภาพเซลล์

ตัวแปลงสัญญาณใดๆ ก็ตามที่ต้องอาศัยการเบี่ยงเบนของโลหะในการทำงาน เช่น เซลล์โหลด ตัวแปลงสัญญาณแรงบิด หรือตัวแปลงสัญญาณความดัน จะเก็บรักษาประวัติการโหลดครั้งก่อนเอาไว้ ผลกระทบนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนไหวเพียงเล็กน้อยของโครงสร้างผลึกของโลหะ แม้จะมีขนาดเล็ก แต่จริงๆ แล้วมีองค์ประกอบของแรงเสียดทานที่แสดงออกมาเป็นฮิสเทอรีซิส (การวัดซ้ำที่ไม่เกิดขึ้นซ้ำซึ่งวัดจากทิศทางต่างๆ)
ก่อนที่จะดำเนินการสอบเทียบ ประวัติสามารถถูกกวาดออกจากโหลดเซลล์ได้โดยการใช้การโหลดสามครั้ง จากศูนย์ถึงโหลดที่เกินโหลดสูงสุดในการดำเนินการสอบเทียบ โดยปกติแล้ว จะใช้โหลดอย่างน้อยหนึ่งอันที่ 130% ถึง 140% ของพิกัดความจุ เพื่อให้มีการตั้งค่าที่เหมาะสมและการติดขัดของฟิกซ์เจอร์ทดสอบเข้าไปในโหลดเซลล์
หากปรับสภาพเซลล์โหลดและทำการโหลดอย่างถูกต้อง ก็จะได้เส้นโค้งที่มีคุณลักษณะ (ABCDEFGHIJA) ดังในรูปที่ 10
จุดทั้งหมดจะตกลงบนเส้นโค้งเรียบ และเส้นโค้งจะปิดเมื่อกลับสู่ศูนย์ นอกจากนี้ หากการทดสอบซ้ำและการโหลดเสร็จสิ้นอย่างถูกต้อง จุดที่สอดคล้องกันระหว่างการทดสอบครั้งแรกและครั้งที่สองจะอยู่ใกล้กันมาก ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการทำซ้ำของการวัด

การประยุกต์ใช้โหลดการสอบเทียบ: แรงกระแทกและฮิสเทรีซิส

เมื่อใดก็ตามที่การดำเนินการสอบเทียบให้ผลลัพธ์ที่ไม่มีเส้นโค้งเรียบ ทำซ้ำได้ไม่ดี หรือไม่กลับเป็นศูนย์ การตั้งค่าการทดสอบหรือขั้นตอนการโหลดควรเป็นสถานที่แรกในการตรวจสอบ
เช่นampดังรูปที่ 10 แสดงผลการใช้โหลดโดยที่ผู้ปฏิบัติงานไม่ระมัดระวังเมื่อใช้โหลด 60% หากน้ำหนักลดลงเล็กน้อยบนชั้นวางโหลดและกระทบกับโหลด 80% จากนั้นจึงกลับสู่จุด 60% โหลดเซลล์จะทำงานบนลูปฮิสเทรีซิสเล็กน้อยซึ่งจะไปสิ้นสุดที่จุด (P) แทนที่จะเป็นที่ จุด (D) ทำการทดสอบต่อ คะแนน 80% จะจบลงที่ (R) และคะแนน 100% จะจบลงที่ (S) จุดที่ลดลงทั้งหมดจะอยู่เหนือจุดที่ถูกต้อง และการกลับไปสู่ศูนย์จะไม่ถูกปิด
ข้อผิดพลาดประเภทเดียวกันนี้สามารถเกิดขึ้นได้บนเฟรมทดสอบไฮดรอลิก หากผู้ปฏิบัติงานเกินการตั้งค่าที่ถูกต้อง จากนั้นแรงดันรั่วกลับไปยังจุดที่ถูกต้อง วิธีเดียวในการส่งผลกระทบหรือการยิงเกินคือการปรับสภาพเซลล์และทดสอบซ้ำ

ทดสอบโปรโตคอลและการสอบเทียบ

โหลดเซลล์จะถูกปรับสภาพเป็นประจำในโหมดเดียว (ทั้งแรงดึงหรือแรงอัด) จากนั้นจึงปรับเทียบในโหมดนั้น หากจำเป็นต้องมีการสอบเทียบในโหมดตรงกันข้าม เซลล์จะถูกปรับสภาพในโหมดนั้นก่อนจึงจะมีการสอบเทียบครั้งที่สอง ดังนั้นข้อมูลการสอบเทียบจึงสะท้อนถึงการทำงานของเซลล์เมื่อมีการปรับสภาพในโหมดที่ต้องการเท่านั้น
ด้วยเหตุนี้ จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องกำหนดเกณฑ์วิธีการทดสอบ (ลำดับของการใช้งานโหลด) ที่ลูกค้าวางแผนจะใช้ ก่อนที่จะหารืออย่างมีเหตุผลเกี่ยวกับแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดที่เป็นไปได้ ในหลายกรณี ต้องมีการกำหนดการยอมรับจากโรงงานเป็นพิเศษเพื่อให้แน่ใจว่าจะเป็นไปตามความต้องการของผู้ใช้
สำหรับการใช้งานที่เข้มงวดมาก โดยทั่วไปผู้ใช้จะสามารถแก้ไขข้อมูลการทดสอบความไม่เชิงเส้นของโหลดเซลล์ได้ ซึ่งจะช่วยขจัดข้อผิดพลาดทั้งหมดจำนวนมากได้ หากพวกเขาไม่สามารถทำเช่นนั้นได้ ความไม่เชิงเส้นจะเป็นส่วนหนึ่งของข้อผิดพลาดที่ถือว่ารับได้
การไม่ทำซ้ำนั้นเป็นหน้าที่ของความละเอียดและความเสถียรของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ปรับสภาพสัญญาณของผู้ใช้ โดยทั่วไปโหลดเซลล์จะมีความสามารถในการทำซ้ำได้ดีกว่าเฟรมโหลด อุปกรณ์จับยึด และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการวัด
แหล่งที่มาของข้อผิดพลาดที่เหลืออยู่ ซึ่งก็คือฮิสเทรีซิสนั้นขึ้นอยู่กับลำดับการโหลดในโปรโตคอลการทดสอบของผู้ใช้เป็นอย่างมาก ในหลายกรณี มีความเป็นไปได้ที่จะปรับเกณฑ์วิธีการทดสอบให้เหมาะสมเพื่อลดการเกิดฮิสเทรีซีสที่ไม่ต้องการในการวัดให้เหลือน้อยที่สุด
อย่างไรก็ตาม มีบางกรณีที่ผู้ใช้ถูกจำกัด ไม่ว่าจะด้วยข้อกำหนดภายนอกของลูกค้าหรือข้อกำหนดผลิตภัณฑ์ภายใน เพื่อใช้งานเซลล์โหลดในลักษณะที่ไม่ชัดเจน ซึ่งจะส่งผลให้เกิดผลฮิสเทอรีซิสที่ไม่ทราบสาเหตุ ในกรณีดังกล่าว ผู้ใช้จะต้องยอมรับฮิสเทอรีซิสในกรณีเลวร้ายที่สุดเป็นข้อกำหนดการทำงาน
นอกจากนี้ เซลล์บางเซลล์ต้องทำงานในทั้งสองโหมด (แรงตึงและแรงอัด) ในระหว่างรอบการใช้งานปกติโดยไม่สามารถปรับสภาพเซลล์ใหม่ก่อนเปลี่ยนโหมดได้ ส่งผลให้เกิดสภาวะที่เรียกว่าสลับ (ไม่กลับเป็นศูนย์หลังจากวนซ้ำผ่านทั้งสองโหมด)
ในผลผลิตของโรงงานปกติ ขนาดของการสลับจะอยู่ในช่วงกว้าง โดยกรณีที่เลวร้ายที่สุดจะเท่ากับหรือมากกว่าฮิสเทรีซิสเล็กน้อย ขึ้นอยู่กับวัสดุที่ดัดงอได้และความจุของเซลล์โหลด
โชคดีที่มีวิธีแก้ไขปัญหาการสลับหลายวิธี:

ใช้โหลดเซลล์ที่มีความจุสูงกว่าเพื่อให้สามารถทำงานในช่วงความจุที่น้อยลง การสลับจะลดลงเมื่อส่วนขยายเข้าสู่โหมดตรงกันข้ามมีเปอร์เซ็นต์น้อยกว่าtage ของความจุพิกัด

ใช้เซลล์ที่ทำจากวัสดุสลับด้านล่าง ติดต่อโรงงานเพื่อขอคำแนะนำ
ระบุเกณฑ์การคัดเลือกการผลิตปกติของโรงงาน เซลล์ส่วนใหญ่มีช่วงของการสลับที่อาจให้หน่วยที่เพียงพอจากการแจกแจงแบบปกติ ต้นทุนสำหรับการเลือกนี้มักจะค่อนข้างสมเหตุสมผล ขึ้นอยู่กับอัตราการสร้างโรงงาน

ระบุข้อกำหนดที่เข้มงวดยิ่งขึ้นและให้ใบเสนอราคาจากโรงงานดำเนินการเป็นพิเศษ

การประยุกต์ใช้โหลดที่ใช้งานอยู่: การโหลดบนแกน

การรับน้ำหนักบนแกนทั้งหมดจะสร้างชิ้นส่วนภายนอกที่อยู่นอกแกนในระดับหนึ่ง ไม่ว่าจะเล็กน้อยเพียงใดก็ตาม ปริมาณการรับน้ำหนักภายนอกนี้ขึ้นอยู่กับความคลาดเคลื่อนของชิ้นส่วนในการออกแบบเครื่องจักรหรือโครงรับน้ำหนัก ความแม่นยำในการผลิตชิ้นส่วน ความเอาใจใส่ในการจัดวางชิ้นส่วนของเครื่องจักรระหว่างการประกอบ ความแข็งแรงของชิ้นส่วนรับน้ำหนัก และความเหมาะสมของฮาร์ดแวร์ที่ใช้ในการติดตั้ง
การควบคุมโหลดนอกแกน
ผู้ใช้สามารถเลือกที่จะออกแบบระบบเพื่อลดหรือลดภาระนอกแกนบนโหลดเซลล์ แม้ว่าโครงสร้างจะเกิดการบิดเบี้ยวภายใต้ภาระก็ตาม ในโหมดความตึง สิ่งนี้สามารถทำได้โดยการใช้ตลับลูกปืนปลายก้านที่มีเคลวิส
ในกรณีที่สามารถเก็บโหลดเซลล์แยกจากโครงสร้างของกรอบทดสอบได้ ก็สามารถใช้ในโหมดการบีบอัดได้ ซึ่งแทบจะขจัดการใช้ส่วนประกอบโหลดนอกแกนกับเซลล์เลย อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าในกรณีใดจะไม่สามารถกำจัดโหลดนอกแกนได้อย่างสมบูรณ์ เนื่องจากการโก่งตัวของชิ้นส่วนที่รับน้ำหนักจะเกิดขึ้นเสมอ และจะมีแรงเสียดทานระหว่างปุ่มโหลดและแผ่นโหลดซึ่งสามารถส่งโหลดด้านข้างเข้าสู่ เซลล์
เมื่อมีข้อสงสัย LowProfileเซลล์ ® จะเป็นเซลล์ที่เลือกเสมอ เว้นแต่ข้อผิดพลาดของระบบโดยรวมจะยอมให้มีระยะขอบที่เพียงพอสำหรับโหลดภายนอก
การลดผลกระทบจากการโหลดที่ไม่เกี่ยวข้องโดยการปรับการออกแบบให้เหมาะสม
ในการใช้งานทดสอบความแม่นยำสูง สามารถสร้างโครงสร้างที่แข็งแรงพร้อมรับน้ำหนักภายนอกต่ำได้โดยการใช้การดัดงอที่พื้นเพื่อสร้างกรอบวัด แน่นอนว่าต้องใช้การตัดเฉือนและการประกอบกรอบที่มีความแม่นยำ ซึ่งอาจมีต้นทุนค่อนข้างสูง

ความจุเกินพิกัดพร้อมการโหลดภายนอก

ผลกระทบร้ายแรงประการหนึ่งของการโหลดนอกแกนคือการลดความสามารถในการโอเวอร์โหลดของเซลล์ พิกัดโอเวอร์โหลดโดยทั่วไป 150% บนโหลดเซลล์มาตรฐาน หรือพิกัดโอเวอร์โหลด 300% บนเซลล์พิกัดความล้าคือโหลดที่อนุญาตบนแกนปฐมภูมิ โดยไม่มีการโหลดด้านข้าง โมเมนต์ หรือแรงบิดใดๆ ที่ใช้กับเซลล์พร้อมกัน เนื่องจากเวกเตอร์นอกแกนจะเพิ่มกับเวกเตอร์โหลดบนแกน และผลรวมของเวกเตอร์อาจทำให้เกิดสภาวะโอเวอร์โหลดในพื้นที่ gaged หนึ่งหรือมากกว่าในโค้งงอได้
ในการค้นหาความสามารถในการรับน้ำหนักเกินบนแกนที่อนุญาตเมื่อทราบภาระภายนอก ให้คำนวณส่วนประกอบบนแกนของภาระภายนอกและลบค่าเหล่านั้นออกจากพิกัดความสามารถในการรับน้ำหนักเกินพิกัด โดยระมัดระวังในใจว่าโหมดใด (แรงดึงหรือแรงอัด) กำลังโหลดเซลล์

แรงกระแทก

มือใหม่ที่ใช้เซลล์โหลดมักจะทำลายเซลล์ก่อนที่รุ่นเก่าจะมีโอกาสเตือนเกี่ยวกับแรงกระแทก เราทุกคนต่างหวังว่าเซลล์โหลดจะดูดซับแรงกระแทกได้อย่างน้อยในระยะสั้นโดยไม่เกิดความเสียหาย แต่ความเป็นจริงคือ หากปลายเซลล์ที่มีกระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่มากกว่า 150% ของค่าเบี่ยงเบนความจุเต็มที่เมื่อเทียบกับปลายเซลล์ที่ไม่มีกระแสไฟฟ้า เซลล์อาจได้รับภาระเกิน ไม่ว่าช่วงเวลาที่เกิดภาระเกินจะสั้นเพียงใดก็ตาม
ในแผงที่ 1 ของอดีตampในรูปที่ 11 ลูกเหล็กที่มีมวล “m” ถูกปล่อยลงมาจากความสูง “S” ลงบนปลายเซลล์รับน้ำหนัก ในระหว่างการตก ลูกบอลจะถูกเร่งความเร็วโดยแรงโน้มถ่วง และได้ความเร็ว “v” ทันทีที่ลูกบอลสัมผัสกับพื้นผิวของเซลล์
ในแผงที่ 2 ความเร็วของลูกบอลจะหยุดลงอย่างสมบูรณ์ และในแผงที่ 3 ทิศทางของลูกบอลจะกลับทิศ ทั้งนี้จะต้องเกิดขึ้นในระยะที่เซลล์โหลดจะไปถึงความจุเกินพิกัดที่กำหนด มิฉะนั้น เซลล์อาจได้รับความเสียหาย
ในอดีตampดังที่แสดงไว้ เราได้เลือกเซลล์ที่สามารถเบี่ยงเบนได้สูงสุด 0.002” ก่อนที่จะโอเวอร์โหลด เพื่อให้ลูกบอลหยุดสนิทในระยะทางสั้น ๆ เซลล์จะต้องใช้แรงมหาศาลกับลูกบอล ถ้าลูกบอลมีน้ำหนัก 12 ปอนด์และปล่อยไปหนึ่งฟุตบนเซลล์ กราฟของรูปที่ 6,000 บ่งชี้ว่าเซลล์จะได้รับแรงกระแทก XNUMX ปอนด์ (สันนิษฐานว่ามวลของลูกบอลมีขนาดใหญ่กว่ามวลของลูกบอลมาก ปลายโหลดเซลล์ที่มีกระแสไฟฟ้า ซึ่งโดยปกติจะเป็นกรณีนี้)
มาตราส่วนของกราฟสามารถปรับเปลี่ยนได้ทางจิตใจโดยคำนึงว่าผลกระทบจะแปรผันโดยตรงกับมวลและด้วยกำลังสองของระยะทางที่ลดลงInterface® เป็นผู้นำระดับโลกที่เชื่อถือได้ในด้าน Force Measurement Solutions®
เราเป็นผู้นำในการออกแบบ ผลิต และรับประกันเซลล์โหลด ตัวแปลงแรงบิด เซ็นเซอร์หลายแกน และเครื่องมือวัดที่เกี่ยวข้องที่มีประสิทธิภาพสูงสุด วิศวกรระดับโลกของเรามอบโซลูชันให้กับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ยานยนต์ พลังงาน การแพทย์ การทดสอบและการวัด ตั้งแต่ระดับกรัมไปจนถึงล้านปอนด์ ในรูปแบบต่างๆ กว่าร้อยแบบ เราเป็นซัพพลายเออร์ชั้นนำให้กับบริษัท Fortune 100 ทั่วโลก รวมถึง Boeing, Airbus, NASA, Ford, GM, Johnson & Johnson, NIST และห้องปฏิบัติการวัดอีกหลายพันแห่ง ห้องปฏิบัติการสอบเทียบภายในของเรารองรับมาตรฐานการทดสอบที่หลากหลาย: ASTM E74, ISO-376, MIL-STD, EN10002-3, ISO-17025 และอื่นๆ
คุณสามารถค้นหาข้อมูลทางเทคนิคเพิ่มเติมเกี่ยวกับโหลดเซลล์และผลิตภัณฑ์ของ Interface® ได้ที่ www.interfaceforce.com หรือโทรติดต่อวิศวกรแอปพลิเคชันผู้เชี่ยวชาญของเราที่หมายเลข 480.948.5555