gränssnitt 201 Lastceller Användarhandbok

gränssnitt 201 Lastceller

Produktinformation

Specifikationer

• Modell: Lastceller 201 Guide
• Tillverkare: Interface, Inc.
• Excitation Voltage: 10 VDC
• Brokrets: Full brygga
• Benmotstånd: 350 ohm (förutom modellserierna 1500 och 1923 med 700 ohm ben)

Produktanvändningsinstruktioner

Excitation Voltage
Gränssnittlastceller levereras med en full bryggkrets. Den föredragna exciteringen voltage är 10 VDC, vilket säkerställer den närmaste matchningen till den ursprungliga kalibreringen som utförs vid Interface.

Installation

1. Se till att lastcellen är korrekt monterad på en stabil yta för att undvika vibrationer eller störningar under mätningarna.
2. Anslut lastcellskablarna säkert till de avsedda gränssnitten enligt de medföljande riktlinjerna.

Kalibrering

1. Innan du använder lastcellen, kalibrera den enligt tillverkarens instruktioner för att säkerställa korrekta mätningar.
2. Utför regelbundna kalibreringskontroller för att bibehålla mätprecisionen över tid.

Underhåll

1. Håll lastcellen ren och fri från skräp som kan påverka dess prestanda.
2. Inspektera lastcellen regelbundet för tecken på slitage eller skador och byt ut den vid behov.

Vanliga frågor (FAQ)

• F: Vad ska jag göra om mina lastcellsavläsningar är inkonsekventa?
  S: Kontrollera installationen för eventuella lösa anslutningar eller felaktig montering som kan påverka avläsningarna. Kalibrera om lastcellen vid behov.
• F: Kan jag använda lastcellen för dynamiska kraftmätningar?
  S: Lastcellens specifikationer bör indikera om den är lämplig för dynamisk kraftmätning. Se bruksanvisningen eller kontakta tillverkaren för specifik vägledning.
• F: Hur vet jag om min lastcell behöver bytas ut?
  S: Om du märker betydande avvikelser i mätningar, oregelbundet beteende eller fysisk skada på lastcellen kan det vara dags att överväga att byta ut den. Kontakta tillverkaren för ytterligare hjälp.

Introduktion

Introduktion till guiden Load Cells 201
Välkommen till Interface Load Cells 201 Guide: Allmänna procedurer för användning av lastceller, ett viktigt utdrag från Interfaces populära Load Cell Field Guide.
Denna snabbreferensresurs fördjupar dig i de praktiska aspekterna av att ställa in och använda lastceller, vilket ger dig möjlighet att extrahera de mest exakta och tillförlitliga kraftmätningarna från din utrustning.
Oavsett om du är en erfaren ingenjör eller en nyfiken nykomling i kraftmätningsvärlden, ger den här guiden ovärderliga tekniska insikter och praktiska instruktioner för att navigera i processer, från att välja rätt lastcell till att säkerställa optimal prestanda och livslängd.
I den här korta guiden kommer du att upptäcka allmän procedurinformation om hur du använder gränssnittskraftmätningslösningar, särskilt våra precisionslastceller.
Få en gedigen förståelse för de underliggande koncepten för lastcellsdrift, inklusive excitation voltage, utsignaler och mätnoggrannhet. Bemästra konsten att korrekt lastcellsinstallation med detaljerade instruktioner om fysisk montering, kabelanslutning och systemintegration. Vi guidar dig genom krångligheterna med "döda" och "levande" ändar, olika celltyper och specifika monteringsprocedurer, vilket säkerställer en säker och stabil installation.
Interface Load Cells 201 Guide är en annan teknisk referens som hjälper dig att bemästra konsten att mäta kraft. Med sina tydliga förklaringar, praktiska procedurer och insiktsfulla tips kommer du att vara på god väg att skaffa korrekta och tillförlitliga data, optimera dina processer och uppnå exceptionella resultat i alla kraftmätningsapplikationer.
Kom ihåg att exakt kraftmätning är nyckeln till otaliga industrier och ansträngningar. Vi uppmuntrar dig att utforska följande avsnitt för att fördjupa dig i specifika aspekter av lastcellsanvändning och släppa lös kraften i noggrann kraftmätning. Om du har frågor om något av dessa ämnen, behöver hjälp med att välja rätt sensor eller vill utforska en specifik applikation, kontakta Interface Application Engineers.
Ditt gränssnittsteam

ALLMÄNNA PROCEDURER FÖR ANVÄNDNING AV LASTCELLER

Excitation Voltage

Gränssnittlastceller innehåller alla en full bryggkrets, vilket visas i förenklad form i figur 1. Varje ben är vanligtvis 350 ohm, förutom modellserierna 1500 och 1923 som har 700 ohm ben.
Den föredragna exciteringen voltage är 10 VDC, vilket garanterar användaren den närmaste matchningen till den ursprungliga kalibreringen som utförs vid Interface. Detta beror på att mätfaktorn (mätarnas känslighet) påverkas av temperaturen. Eftersom värmeavledning i mätarna är kopplad till böjningen genom en tunn epoxilimlinje, hålls mätarna vid en temperatur mycket nära den omgivande böjningstemperaturen. Emellertid, ju högre effektförlust i mätarna är, desto längre avviker mättemperaturen från böjtemperaturen. Med hänvisning till figur 2, notera att en 350 ohm brygga avger 286 mw vid 10 VDC. Fördubbling av voltage till 20 VDC fyrdubblar förlusten till 1143 mw, vilket är en stor mängd effekt i de små mätarna och därmed orsakar en avsevärd ökning av temperaturgradienten från mätarna till böjningen. Omvänt, halvering av voltage till 5 VDC sänker förlusten till 71 mw, vilket inte är väsentligt mindre än 286 mw. Köra en Low Profile cell vid 20 VDC skulle minska dess känslighet med cirka 0.07 % från gränssnittskalibreringen, medan användning av den vid 5 VDC skulle öka dess känslighet med mindre än 0.02 %. Att driva en cell vid 5 eller till och med 2.5 VDC för att spara ström i bärbar utrustning är en mycket vanlig praxis.

Vissa bärbara dataloggrar slår på magnetiseringen elektriskt under en mycket liten del av tiden för att spara ström ytterligare. Om arbetscykeln (procenttage av "på"-tid) är endast 5 %, med 5 VDC-excitering är uppvärmningseffekten minimala 3.6 mw, vilket kan orsaka en ökning av känsligheten med upp till 0.023 % från gränssnittskalibreringen. Användare som har elektronik som endast tillhandahåller AC-excitering bör ställa in den på 10 VRMS, vilket skulle orsaka samma värmeavledning i bryggmätarna som 10 VDC. Variation in excitation voltage kan också orsaka en liten förskjutning i nollbalans och krypning. Denna effekt är mest märkbar när excitationen voltage slås först på. Den uppenbara lösningen för denna effekt är att låta lastcellen stabilisera sig genom att driva den med 10 VDC-excitation under den tid som krävs för att mätartemperaturerna ska nå jämvikt. För kritiska kalibreringar kan detta ta upp till 30 minuter. Eftersom excitationen voltage är vanligtvis väl reglerad för att minska mätfel, effekterna av excitation voltagVariationen ses vanligtvis inte av användarna förutom när voltage appliceras först på cellen.

Remote Sensing of Excitation Voltage

Många applikationer kan använda fyrtrådsanslutningen som visas i figur 3. Signalkonditioneraren genererar en reglerad excitationsvolymtage, Vx, vilket vanligtvis är 10 VDC. De två trådarna som bär exciteringsvoltage till lastcellen har var och en ett linjemotstånd, Rw. Om anslutningskabeln är tillräckligt kort, minskar excitationsvolymentage i ledningarna, orsakad av ström som flyter genom Rw, kommer inte att vara ett problem. Figur 4 visar lösningen för problemet med linjefall. Genom att ta tillbaka två extra ledningar från lastcellen kan vi koppla in voltage precis vid lastcellens terminaler till avkänningskretsarna i signalbehandlaren. Sålunda kan regulatorkretsen bibehålla exciteringsvolymentage vid lastcellen exakt vid 10 VDC under alla förhållanden. Denna sextrådskrets korrigerar inte bara för fallet i ledningarna, utan korrigerar också för förändringar i trådmotståndet på grund av temperatur. Figur 5 visar storleken på felen som genereras av användningen av fyrtrådskabeln, för tre vanliga storlekar av kablar.
Grafen kan interpoleras för andra trådstorlekar genom att notera att varje stegökning i trådstorlek ökar motståndet (och därmed linjefallet) med en faktor 1.26 gånger. Grafen kan också användas för att beräkna felet för olika kabellängder genom att beräkna förhållandet mellan längden och 100 fot, och multiplicera det förhållandet gånger värdet från grafen. Temperaturintervallet för grafen kan verka bredare än nödvändigt, och det är sant för de flesta applikationer. Tänk dock på en #28AWG-kabel som går mestadels utanför till en vågstation på vintern, vid 20 grader F. När solen skiner på kabeln på sommaren kan kabeltemperaturen stiga till över 140 grader F. Felet skulle stiga från – 3.2 % RDG till –4.2 % RDG, en förskjutning på –1.0 % RDG.
Om belastningen på kabeln ökar från en lastcell till fyra lastceller skulle fallen bli fyra gånger värre. Alltså, till exempelample, en 100-fots #22AWG-kabel skulle ha ett fel vid 80 grader F på (4 x 0.938) = 3.752 % RDG.
Dessa fel är så betydande att standardpraxis för alla flercellsinstallationer är att använda en signalkonditionerare med fjärravkänningskapacitet och att använda en sextrådig kabel ut till kopplingsdosan som förbinder de fyra cellerna. Med tanke på att en stor lastbilsvåg kan ha så många som 16 lastceller är det viktigt att ta itu med problemet med kabelmotstånd för varje installation.
Enkla tumregler som är lätta att komma ihåg:

1. Motståndet för 100 fot av #22AWG-kabel (båda ledningarna i slingan) är 3.24 ohm vid 70 grader F.
2. Varje tre steg i trådstorlek fördubblar motståndet, eller ett steg ökar motståndet med en faktor på 1.26 gånger.
3. Temperaturkoefficienten för motståndet för glödgad koppartråd är 23 % per 100 grader F.

Från dessa konstanter är det möjligt att beräkna slingresistansen för valfri kombination av trådstorlek, kabellängd och temperatur.

Fysisk montering: "Dead" och "Live" End

Även om en lastcell kommer att fungera oavsett hur den är orienterad och om den drivs i spänningsläge eller kompressionsläge, är det mycket viktigt att montera cellen på rätt sätt för att säkerställa att cellen ger de mest stabila avläsningar som den är kapabel till.

Alla lastceller har en "dead end" Live End och en "live" ände. Återvändsänden definieras som monteringsänden som är direkt ansluten till utgångskabeln eller kontakten med solid metall, som visas av den tunga pilen i figur 6. Omvänt är den strömförande änden separerad från utgångskabeln eller kontakten av mätområdet av böjningen.

Detta koncept är betydelsefullt, eftersom montering av en cell på dess spänningsförande ände gör den utsatt för krafter som införs genom att flytta eller dra i kabeln, medan montering av den på återvändsgränden säkerställer att krafterna som kommer in genom kabeln shuntas till monteringen istället för att mätt av lastcellen. I allmänhet läses gränssnittets namnskylt korrekt när cellen sitter på återvändsgränden på en horisontell yta. Därför kan användaren använda namnskyltens bokstäver för att specificera den önskade orienteringen mycket explicit för installationsteamet. Som example, för en encellsinstallation som håller ett kärl i spänning från en takbjälke, skulle användaren specificera att cellen monteras så att namnskylten står upp och ner. För en cell monterad på en hydraulcylinder skulle namnskylten läsa korrekt när viewed från hydraulcylinderns ände.

NOTERA: Vissa Interface-kunder har specificerat att deras namnskylt är orienterad upp och ner från normal praxis. Var försiktig vid en kunds installation tills du är säker på att du känner till märkskyltens orienteringssituation.

Monteringsprocedurer för strålceller

Balkceller monteras med maskinskruvar eller bultar genom de två oöppnade hålen i flexurens återvändsgränd. Om möjligt bör en platt bricka användas under skruvhuvudet för att undvika att belastningscellens yta skadas. Alla bultar ska vara storlek 5 upp till #8 och klass 8 för 1/4” eller större. Eftersom alla vridmoment och krafter appliceras vid cellens återvändsgränd, finns det liten risk att cellen kommer att skadas av monteringsprocessen. Undvik dock elektrisk bågsvetsning när cellen är installerad och undvik att tappa cellen eller träffa den strömförande änden av cellen. För montering av cellerna:

• MB-seriens celler använder 8-32 maskinskruvar, åtdragna till 30 tum-pund
• SSB-seriens celler använder också 8-32 maskinskruvar med en kapacitet på 250 lbf
• För SSB-500 använd 1/4 – 28 bultar och vrid åt till 60 tum-pund (5 ft-lb)
• För SSB-1000 använd 3/8 – 24 bultar och vrid åt till 240 tum-pund (20 ft-lb)

Monteringsprocedurer för andra miniceller

I motsats till den ganska enkla monteringsproceduren för strålceller, utgör de andra minicellerna (SM, SSM, SMT, SPI och SML-serierna) risken för skada genom att applicera vridmoment från den spänningsförande änden till återvändsgränden, genom mätdonet område. Kom ihåg att namnskylten täcker det mätta området, så lastcellen ser ut som en solid metallbit. Av denna anledning är det viktigt att installatörer är utbildade i konstruktionen av miniceller så att de förstår vad appliceringen av vridmoment kan göra på det tunna området i mitten, under namnskylten.
Varje gång som vridmomentet måste appliceras på cellen, för att montera själva cellen eller för att installera en fixtur på cellen, ska den berörda änden hållas av en skiftnyckel eller en halvmånenyckel så att vridmomentet på cellen kan reagerat i samma ände där vridmomentet appliceras. Det är vanligtvis bra att installera fixturer först, använda ett bänkskruvstäd för att hålla fast belastningscellens spänningsförande ände och sedan montera belastningscellen på dess återvändsgränd. Denna sekvens minimerar möjligheten att vridmoment kommer att appliceras genom lastcellen.

Eftersom Mini Cells har invändiga gängade hål i båda ändar för fastsättning, måste alla gängade stänger eller skruvar sättas in med minst en diameter i det gängade hålet,
för att säkerställa en stark anknytning. Dessutom bör alla gängade fixturer låsas ordentligt på plats med en låsmutter eller dras ned till en ansats för att säkerställa stadig gängkontakt. Lös gängkontakt kommer i slutändan att orsaka slitage på lastcellens gängor, med resultatet att cellen inte kommer att uppfylla specifikationerna efter långvarig användning.

Gängad stång som används för att ansluta till Mini-Series lastceller som är större än 500 lbf kapacitet bör värmebehandlas till Grad 5 eller bättre. Ett bra sätt att få härdad gängstång med rullade klass 3-gängor är att använda insexskruvar, som kan erhållas från alla stora kataloglager som McMaster-Carr eller Grainger.
För konsekventa resultat kan hårdvara som stångändlager och gaffel
installeras på fabriken genom att ange den exakta hårdvaran, rotationsriktningen och avståndet hål till hål på inköpsordern. Fabriken är alltid glada att citera rekommenderade och möjliga dimensioner för bifogad hårdvara.

Monteringsprocedurer för Low Profile Celler Med Baser

När en Low Profile cellen skaffas från fabriken med basen installerad, monteringsbultarna runt cellens periferi har åtdragits ordentligt och cellen har kalibrerats med basen på plats. Det cirkulära steget på undersidan av basen är utformat för att rikta krafterna ordentligt genom basen och in i lastcellen. Basen ska skruvas fast ordentligt på en hård, plan yta.

Om basen ska monteras på utvändig gänga på en hydraulcylinder kan basen hållas från att rotera med hjälp av en skiftnyckel. Det finns fyra nyckelhål runt basens periferi för detta ändamål.
När det gäller anslutningen till navgängorna finns det tre krav som säkerställer att man uppnår bästa resultat.

1. Den del av den gängade stången som griper in i lastcellens navgängor bör ha klass 3-gängor för att ge de mest konsekventa gäng-till-gänga kontaktkrafterna.
2. Stången ska skruvas in i navet till bottenpluggen och sedan dras tillbaka ett varv för att återskapa gängingreppet som användes under den ursprungliga kalibreringen.
3. Gängorna måste fästas tätt med hjälp av en kontramutter. Det enklaste sättet att åstadkomma detta är att dra spänningen på 130 till
   140 procent av kapaciteten på cellen, och sätt sedan låsmuttern lätt. När spänningen släpps kommer trådarna att sätta i ordentligt. Denna metod ger mer konsekvent ingrepp än att försöka klämma fast gängorna genom att dra åt kontramuttern utan spänning på stången.

I händelse av att kunden inte har möjlighet att dra tillräckligt med spänning för att ställa in navgängorna, kan en kalibreringsadapter också installeras i valfri Low Profile cell på fabriken. Denna konfiguration kommer att ge bästa möjliga resultat och kommer att tillhandahålla en hangängad anslutning som inte är så kritisk för anslutningsmetoden.

Dessutom är änden av kalibreringsadaptern formad till en sfärisk radie som även Load Cell gör att cellen kan användas som en rak baskompressionscell. Denna konfiguration för kompressionsläge är mer linjär och repeterbar än användningen av en laddningsknapp i en universell cell, eftersom kalibreringsadaptern kan installeras under spänning och fastna ordentligt för mer konsekvent gängingrepp i cellen.

Monteringsprocedurer för Low Profile Celler utan baser

Monteringen av en Low Profile cell ska återge monteringen som användes under kalibreringen. Därför, när det är nödvändigt att montera en lastcell på en kundlevererad yta, bör följande fem kriterier strikt följas.

1. Monteringsytan bör vara av ett material med samma värmeutvidgningskoefficient som lastcellen och av liknande hårdhet. För celler upp till 2000 lbf kapacitet, använd 2024 aluminium. För alla större celler, använd 4041 stål, härdat till Rc 33 till 37.
2. Tjockleken bör vara minst lika tjock som den fabriksbas som normalt används med lastcellen. Detta betyder inte att cellen inte kommer att fungera med en tunnare montering, men cellen kanske inte uppfyller linearitets-, repeterbarhets- eller hysteresspecifikationer på en tunn monteringsplatta.
3. Ytan bör slipas till en planhet på 0.0002” TIR Om plattan värmebehandlas efter slipning är det alltid värt att ge ytan ytterligare en lätt slipning för att säkerställa planhet.
4. Monteringsbultarna ska vara av klass 8. Om de inte kan erhållas lokalt kan de beställas från fabriken. För celler med försänkta monteringshål, använd insexskruvar. För alla andra celler, använd sexkantsbultar. Använd inte brickor under bulthuvudena.
5. Dra först åt bultarna till 60 % av det specificerade vridmomentet; därefter vridmoment till 90%; slutligen, avsluta på 100%. Monteringsbultarna ska dras åt i sekvens, som visas i figurerna 11, 12 och 13. För celler med 4 monteringshål, använd mönstret för de första 4 hålen i 8-hålsmönstret.

Monteringsmoment för fixturer i Low Profile Celler

Vridmomentvärdena för montering av fixturer i de aktiva ändarna av Low Profile lastceller är inte desamma som standardvärdena som finns i tabellerna för de inblandade materialen. Anledningen till denna skillnad är att den tunna radialen webs är de enda strukturella delarna som hindrar centrumnavet från att rotera i förhållande till cellens periferi. Det säkraste sättet att uppnå en fast gänga-till-gänga-kontakt utan att skada cellen är att applicera en dragbelastning på 130 till 140 % av belastningscellens kapacitet, sätta låsmuttern ordentligt genom att applicera ett lätt vridmoment på låsmuttern, och släpp sedan lasten.

Vridmoment på naven på LowProfile® celler bör begränsas av följande ekvation:

Till exempelample, navet i en 1000 lbf LowProfile®-cellen bör inte utsättas för mer än 400 lb-in vridmoment.

FÖRSIKTIGHET: Appliceringen av överdrivet vridmoment skulle kunna bryta bindningen mellan kanten på tätningsmembranet och böjningen. Det kan också orsaka permanent förvrängning av radialen webs, vilket kan påverka kalibreringen men kanske inte dyker upp som en förändring av lastcellens nollbalans.

Interface® är den pålitliga The World Leader in Force Measurement Solutions®. Vi leder genom att designa, tillverka och garantera de högsta prestanda lastceller, vridmomentgivare, fleraxliga sensorer och tillhörande instrumentering som finns tillgängliga. Våra ingenjörer i världsklass tillhandahåller lösningar till flyg-, fordons-, energi-, medicin- och test- och mätindustrin från gram till miljoner pund, i hundratals konfigurationer. Vi är den framstående leverantören till Fortune 100-företag över hela världen, inklusive; Boeing, Airbus, NASA, Ford, GM, Johnson & Johnson, NIST och tusentals mätlabb. Våra interna kalibreringslabb stöder en mängd olika teststandarder: ASTM E74, ISO-376, MIL-STD, EN10002-3, ISO-17025 och andra.

Mer teknisk information om lastceller och Interface®s produktutbud hittar du på www.interfaceforce.com, eller genom att ringa en av våra experter på applikationsingenjörer på 480.948.5555.

©1998–2009 Interface Inc.
Reviderad 2024
Alla rättigheter reserverade.
Interface, Inc. lämnar inga garantier, vare sig uttryckliga eller underförstådda, inklusive, men inte begränsat till, några underförstådda garantier för säljbarhet eller lämplighet för ett visst ändamål, angående dessa material, och gör sådant material tillgängligt endast på "i befintligt skick"-basis . Under inga omständigheter ska Interface, Inc. vara ansvarigt gentemot någon för speciella, sidoskador, oförutsedda skador eller följdskador i samband med eller till följd av användningen av dessa material.
Interface®, Inc.
7401 Butherus Drive
Scottsdale, Arizona 85260
480.948.5555-telefon
contact@interfaceforce.com
http://www.interfaceforce.com