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如何正確安裝力傳感器

一般來說,稱重傳感器無法在應(yīng)用中進行標定,而力傳感器則不然。為獲得更好,更可靠的測量結(jié)果,最重要的是在實際使用中,盡可能達到校準安裝條件,并且偏差范圍要在技術(shù)要求范圍內(nèi)。

力傳感器的測量精度很大程度依賴于安裝條件。不正確的安裝條件將會對測量精度,測量鏈的動態(tài)性能、電磁場的敏感性等帶來不利的影響。


1. 力方向的影響

力傳感器上的力需要盡可能地 施加在測量方向。首先,一旦施加的力和力傳感器測量方向不一致,將導(dǎo)致測量誤差升高。力測量方向和施加的力存在一個夾角,而傳感器一般來說是不測量側(cè)向力的。

2. 側(cè)向力,彎矩和扭矩的影響

a. 側(cè)向力

側(cè)向力是垂直于施加在測量方向的力。這些側(cè)向力一般是由于自身重量或是由于負載施加了一個角度產(chǎn)生的。并且會導(dǎo)致彎矩(因為很少側(cè)向力是作用在應(yīng)變片的安裝高度上的)。根據(jù)不同的側(cè)向靈敏度,一個額外的誤差會產(chǎn)生。 如果側(cè)向力為 Fz  的10%,在測量方向向一般在 Fz 的1%以下。

b. 彎矩

在傳感器水平安裝時,自身的重量和安裝附件將會產(chǎn)生彎矩,另外,偏心加載也會產(chǎn)生彎矩。旋轉(zhuǎn)對稱型力傳感器通過分布在四周的多個測量點對 彎矩進行補償,因此對彎矩非常不敏感 。力傳感器 U10M 采用 彎矩隊列 技術(shù),彎矩影響僅有 0.01 %。

一個過大的彎矩損壞力傳感器。另外,彎矩往往伴隨著側(cè)向力一起出現(xiàn),會給傳感器帶來額外的負載。

c. 扭矩

對于拉壓向力傳感器的內(nèi)螺紋或是螺栓結(jié)構(gòu)傳感器安裝過程中,非常重要的一點是必須采用合適的扭矩進行連接。但是不能超過 最大扭矩,因為一旦極限值超過的話,會損壞傳感器。

d. 扭矩,側(cè)向力和彎矩的交互作用

極限負載 是和傳感器的額定負載相關(guān)聯(lián)的。傳感器可能被一種寄生負載影響,也可能被多個寄生負載同時影響。如果同時作用,其總和不能超出 100%。例如 : 50% 允許扭矩,40% 允許彎矩加上 10%允許側(cè)向力。

3. 壓向力測量采用壓頭連接

壓向力傳感器在應(yīng)用中一般需要將負載加載到傳感器壓頭上。加載頭帶有旋轉(zhuǎn)軸承,可以改變角度,因此可以防止扭矩和彎矩應(yīng)用到傳感器上。

如果力傳感器在應(yīng)用中不帶有 加載頭 之類的模塊,應(yīng)用區(qū)域必須要滿足以下要求:

HBM 推薦 硬度 至少達到 43 HRC

工作區(qū)必須帶有地基

安裝時,相配合的部件不能升起,并且傳感器不能受到影響

如果可能,相配合的部件要 能夠旋轉(zhuǎn),以便防止扭矩和彎矩

在任何情況下,傳感器的底部結(jié)構(gòu)部件只能有 微小的變形,基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)必須比傳感器直徑大,并且需要不易變形。

4. 拉壓向力測量,采用螺紋連接

一般來說,拉向力傳感器的連接是通過螺紋結(jié)構(gòu)完成。內(nèi)螺紋更為緊湊。外螺紋結(jié)構(gòu)中,螺紋連接和應(yīng)變片安裝位置距離更遠,對度量衡特性(如滯后)等有正面的影響。因此對于精度和重復(fù)性要求高的應(yīng)用中,應(yīng)該采用外螺紋。對于內(nèi)螺紋來說,應(yīng)該用作非關(guān)鍵側(cè)。

對于內(nèi)螺紋采用螺栓連接的力傳感器,必須通過螺母對傳感器表面施加足夠的壓力,有兩種不同的方法可以完成 :

a. 螺栓連接施加的力要大于操作時的最大力

b. 采用合適的扭矩安裝

對于帶有外螺紋的傳感器:必須要采用一個螺母固定到位。對于純靜態(tài)測量來說,這不必要。對于拉壓力測量應(yīng)用,HBM為所有的傳感器供給膝眼,如果安裝中使用了一個膝眼,扭矩將不會加載到傳感器上。如果使用兩個膝眼,彎矩將不會被施加。


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