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选型校准

如何正确安装力传感器

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2018/1/23     浏览次数:    
  一般来说,称重传感器无法在应用中进行标定,而力传感器则不然。为获得更好,更可靠的测量结果,最重要的是在实际使用中,尽可能达到 校准安装条件,并且偏差范围要在技术要求范围内。
  力传感器的 测量精度 很大程度依赖于 安装条件。不正确的安装条件将会对测量精度,测量链的动态性能以及电磁场的敏感性等带来不利的影响。
  1. 力方向的影响
  力传感器上的力需要尽可能地 施加在测量方向。首先,一旦施加的力和力传感器测量方向不一致,将导致测量误差升高。力测量方向和施加的力存在一个夹角,而传感器一般来说是不测量侧向力的。



  2. 侧向力,弯矩和扭矩的影响
  a. 侧向力
  侧向力是 垂直于施加在测量方向 的力。这些侧向力一般是由于自身重量或是由于负载施加了一个角度产生的。并且会形成 弯矩(因为很少侧向力是作用在应变片的安装高度上的)。根据不同的侧向灵敏度,一个额外的误差会产生。 如果侧向力为 Fz  的10%,在测量方向向一般在 Fz 的1%以下。
  b. 弯矩
  在传感器水平安装时,自身的重量和安装附件将会产生弯矩,另外,偏心加载也会产生弯矩。旋转对称型力传感器通过分布在四周的多个测量点对 弯矩进行补偿,因此对弯矩非常 不敏感 。力传感器 U10M 采用 弯矩队列 技术,弯矩影响仅有 0.01 %。
  一个过大的弯矩损坏力传感器。另外,弯矩往往伴随着侧向力一起出现,会给传感器带来额外的负载。
  c. 扭矩
  对于拉压向力传感器的内螺纹或是螺栓结构传感器安装过程中,非常重要的一点是必须采用合适的扭矩进行连接。但是不能超过 最大扭矩,因为一旦极限值超过的话,会损坏传感器。
  d. 扭矩,侧向力和弯矩的交互作用
  极限负载 是和传感器的额定负载相关联的。传感器可能被一种寄生负载影响,也可能被多个寄生负载同时影响。如果同时作用,其总和不能超出 100%。例如 : 50% 允许扭矩,40% 允许弯矩加上 10%允许侧向力。
  3. 压向力测量采用压头连接
  压向力传感器在应用中一般需要将负载加载到传感器压头上。加载头带有旋转轴承,可以改变角度,因此可以防止扭矩和弯矩应用到传感器上。
  如果力传感器在应用中不带有 加载头 之类的模块,应用区域必须要满足以下要求:
  HBM 推荐 硬度 至少达到 43 HRC
  工作区必须带有地基
  安装时,相配合的部件不能升起,并且传感器不能受到影响
  如果可能,相配合的部件要 能够旋转,以便防止扭矩和弯矩
  在任何情况下,传感器的底部结构部件只能有 微小的变形,基础结构必须比传感器直径大,并且需要不易变形。
  4. 拉压向力测量,采用螺纹连接
  一般来说,拉向力传感器的连接是通过螺纹结构完成。内螺纹 更为紧凑。外螺纹结构中,螺纹连接和应变片安装位置距离更远,对度量衡特性(如滞后)等有正面的影响。因此对于精度和重复性要求高的应用中,应该采用外螺纹。对于内螺纹来说,应该用作 非关键侧。
  对于内螺纹采用螺栓连接的力传感器,必须通过螺母对传感器表面施加足够的压力,有两种不同的方法可以完成 :
  a. 螺栓连接施加的力要大于操作时的最大力
  b. 采用合适的扭矩安装
  对于带有外螺纹的传感器:必须要采用一个螺母固定到位。对于纯静态测量来说,这不必要。对于拉压力测量应用,HBM 为所有的传感器提供膝眼,如果安装中使用了一个 膝眼,扭矩将不会加载到传感器上。如果使用两个膝眼,弯矩将不会被施加。
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