КонтроллВахенд а Техника (КВТ) ОЮ
Эксклюзивный представитель
Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH, Германия
Филиал в г.Москве
+7 (495) 369-94-46
+7 (495) 369-94-46


Статьи

26.07.2016

Тренды в технологиях измерения силы: датчики силы НВМ соответствуют самым современным требованиям стендовых испытаний


Тренды в технологиях измерения силы: датчики силы НВМ соответствуют самым современным требованиям стендовых испытаний

Технический прогресс в современных технологиях стендовых испытаний происходит не только за счет развития технологий вторичного преобразования данных (измерительных усилителей) и программных продуктов. Первичные преобразователи (датчики) также должны отвечать самым современным практическим требованиям: сокращение времени на установку и настройку, расширение возможностей для проведения и автоматизации испытаний (вариативность).

На примере развития технологий измерения силы компании НВМ мы хотели бы продемонстрировать, что тензодатчики последнего поколения НВМ соответствуют самым современным требованиям стендовых испытаний.

Развитие силовых преобразователей в последние годы сделало возможным серийное производство датчиков силы с выдающимися техническими и метрологическими характеристиками, а именно: высокий класс точности, надежность результатов измерений, простота подключения и настройки параметров, удобство работы, а также экономическая выгода от внедрения современных технологий.

4 инновационных тренда:

picto_ec_precision.png

Повышение точности измерений

picto_ec_extreme_conditions.png

Стабильность при неблагоприятных рабочих условиях

picto_ec_maximum_flexibility.png

Гибкость (вариативность)

picto_ec_forces.png

Измерение больших усилий

Инновационный тренд №1: Повышение точности измерений

Более точные стендовые испытания окупаются моментально: Вы получаете надежные результаты в расширенном измерительном диапазоне

Точность датчика – параметр, значительно влияющий на его стоимость. Основанием для этого является тот факт, что используемый диапазон измеряемых усилий, т.е. рабочий диапазон датчика с определенным значением параметра точности, увеличивается по мере возрастания класса точности датчика.

Эту корреляцию легко продемонстрировать на диаграмме с помощью датчика S2M– промышленного датчика силы НВМ, производимого в больших объемах (см. диаграмма 1). На диаграмме представлено сравнение параметров датчика S2M и его предшественника, датчика S2. Разработанный с учетом современных тенденций, датчик S2M позволяет значительно увеличить измеряемый диапазон усилий при соответствии указанному значению параметра погрешности измерений. Пример расчета, представленный в диаграмме, основан на измерении силы в диапазоне частичной нагрузки для обоих датчиков. Время проведения измерений составило 30 мин. При проведении измерений допускалось изменение температуры на 20 Кельвинов. Измерительный диапазон датчика составляет 500 Н. Оценивались следующие параметры: линейность, температурный коэффициент нуля, чувствительность, гистерезис и ползучесть.

Датчик с измерительным диапазоном 500 Н можно использовать для высокоточных измерений усилий, равных примерно 20 Н. У Вас есть два способа использовать это преимущество:

  • Вы можете использовать датчик с увеличенным измерительным диапазоном для того, чтобы повысить устойчивость измерительной цепи к перегрузкам. Результат: измерительная цепь станет более надежной. При использовании современных датчиков погрешность измерений будет крайне мала.
  • Вы можете использовать датчики в расширенном измерительном диапазоне, сократив, таким образом, набор (количество) требуемых датчиков.


Диаграмма 1.jpg
Диаграмма 2.jpg
Диаграмма 1
Инновационный тренд №2: Стабильность при неблагоприятных рабочих условиях

НВМ производит датчики силы в герметизированном корпусе почти для всех измерительных диапазонов, за исключением малых усилий до 500 Н (перспектива ближайшего будущего).

Возможность использования оборудования в экстремальных рабочих условиях – все более часто встречающаяся задача. Для работы в сложных условиях окружающей среды необходимо надежное оборудование, например, защищенные системы сбора данных и, конечно, первичные преобразователи, разработанные специально для работы в таких условиях.

HBM выпускает герметизированные датчики со степенью защиты до IP68 (стандартное исполнение), что подтверждается в испытаниях погружением датчика в емкость с водой на глубину 3 метров на протяжении 100 часов.

Современная нержавеющая сталь доказала свою эффективность за счет высокой устойчивости к коррозии, а также благодаря своим упругим свойствам. Поэтому компания НВМ производит датчики из нержавеющей стали, гарантируя надежность результатов измерений в том числе, по параметрам степени защиты IP68, герметизированному корпусу датчика и классу точности 0,02*.

* Класс точности в соответствии со стандартами НВМ, что значительно превосходит среднерыночные значения данного параметра.

for_C10-25KN_001_IP68-Splash.jpg
Датчик силы серии С10 со степенью защиты IP68
csm_force-mesaurement-trends_protection-under-water_39f94b0014.jpg
Испытания на влагостойкость датчика силы HBM

Что делать, если необходимо измерять малые усилия?

Для измерений малых усилий в диапазоне до 500 Н крайне сложно использовать нержавеющую сталь в качестве упругого элемента тензодатчика. Пониженный модуль упругости алюминия в данном случае является преимуществом. Однако при этом используемые в тензодатчике тензорезисторы должны быть защищены силиконом. Чувствительность к влаге таких датчиков необходимо доработать путем изменения самих тензорезисторов. Так, например, полиэфир эфир оксикетона, материал подложки тензоризисторов НВМ, обладает низкой чувствительностью к влаге, поэтому он является оптимальным материалом для использования в тензорезисторах.

Датчики силы НВМ на основе тензорезисторов с подложкой из полиэфира эфира оксикетона обладают влагостойкостью, достаточной для большинства типовых применений, даже если 100% влагостойкость используемых герметизированных тензорезисторов не достигнута.

csm_for_Group_S9M-U10-C10_IP68_001_29bcda8cda.jpg
Датчики силы серии U10 со встроенным кабелем и герметизированным корпусом
соответствуют степени защиты IP68  при этом обладая высокой точностью
(класс точности от 0,05 до 0,02 в зависимости от номинала) 
Продолжение статьи в прилагаемом pdf файле

for_group for_C10-25KN_001_IP68-Splash csm_force-mesaurement-trends_protection-under-water_39f94b0014 csm_01_force_BU18_6bfb9ef349 csm_c10_web_61b7980b7a csm_bu18_build-up-principle_EN_c5c17f0c14 csm_for_Group_S9M-U10-C10_IP68_001_29bcda8cda