S-образни сензор силе CZL302AC

Увођење производа

Сензор оптерећења типа S је елемент за детектовање силе осетљив на деформацију, заснован на принципу отпорности при деформацији, са симетричном еластичном структуром облика слова S као својом основном конструкцијом. Када је изложен сили, истегнута или компримована деформација еластомера потискује промену отпора у тензометру, која се затим претвара у стандардизоване електричне сигнале. Комбинује предности попут двосмерног преношења силе, флексибилне инсталације и стабилне тачности, а често се користи у мерењу сценарија за истезање, притисак и комбиноване силе у средњим и ниским оптерећењима. Даље следе детаљи из основних димензија како би испунили потребе производ одабира, техничке процене и писања решења:

1. Карактеристике и функције производа

Ključne karakteristike

Структурни дизајн: Примењује интегрисану S-образну еластомерну структуру (дебљина 5–30 мм, дужина 30–200 мм), са концентрисаном и симетричном расподелом напона, подржава двосмерну силу (мерење истезања и притиска), има изузетну отпорност на увлачење и попречне силе (може издржати попречне силе од ±10% до ±15% номиналног оптерећења) и висок степен ефикасности преноса силе.

• Прецизност извршења: Нивои тачности обухватају C2-C6, при чему главни модели достигну ниво C3, нелинеарна грешка ≤±0,02%ПО, грешка понављања ≤±0,01%ПО, дрифт нуле ≤±0,003%ПО/℃, са малом атенуацијом прецизности у динамичким условима мерења малих и средњих оптерећења.

• Материјал и заштита: Еластомер обично користи челик легуру високе чврстоће (напон течења ≥850MPa) или нерђајући челик 304/316L, са површинском обрадом никловањем или прашкастим премазом (пасивација за корозионе отпорне типове); ниво заштите је уобичајено IP65/IP67, а прилагођени модели за влажне средине могу достићи IP68, погодни за општу индустријску употребу и неке специјалне услове.

• Компатибилност инсталације: Оба завршетка су дизајнирана са унутрашњим навојима, спољашњим навојима или структуром за подизање, што омогућава разне методе инсталације као што су куке, прстенови за подизање и фланце, са флексибилним простором за монтажу, прилагодљивим сценаријима са силима у више смерова као што су вертикални, хоризонтални и коси, и углавном се користе независно.

Основне функције

• Мерење силе у оба смера: Подржава мерење статичке/динамичке истеге и компресије (време одзива ≤6ms), са опсегом мерења од 0,01t до 50t, уобичајене примене су концентрисане у опсегу 0,1t-20t, док поједини високопрецизни модели могу мерити мали опсег од 0,001t.

• Стандардизовани излазни сигнал: Обезбеђује аналогне сигнале (4-20mA, 0-5V, 0-10V) и дигиталне сигнале (RS485/Modbus RTU), а неки интелигентни модели подржавају Profibus протокол, омогућавајући директну везу са мерним инструментима, ПЛК-овима, индустријским тачскрејним екранима и другим уређајима.

• Функције сигурности и заштите: Интегрише компензацију температуре у широком опсегу температура (-20℃~80℃), има заштиту од прекотерета (120%-200% номиналног оптерећења, обично 150% у ситуацијама затезања), а неки модели укључују и анти-торзионе позиционе штифтове и конструкторска решења спојница за каблове која спречавају исклизавање.

• Дуготрајна стабилност: Век трајања при оптерећењу ≥10⁶ циклуса, годишњи дрифт ≤±0,02%FS под номиналним оптерећењем, погодно за интермитентно или континуирано надгледање сила.

2. Основни проблеми који су решени

• Тешкоће у бидирекционој мерењу силе: Решава ограничење традиционалних сензора који могу мерити силу само у једном правцу, тако што S-образна конструкција може прецизно мерити истовремено и затезне и притисне силе (као што су промене вредности силе током подизања и спуштања материјала), испуњавајући потребу за двосмерним надзором силе у сценаријима као што су дизање и вучење.

• Прилагодљивост сложеним условима инсталације: Флексибилни начини повезивања и компактна структура омогућавају решавање изазова приликом инсталације на опреми са ограниченим простором и вишеструким угловима деловања силе примена (као што је ваљање нагибаних хопера и надзор напетости лебдећих транспортних линија), елиминишући потребу за радикалним изменама структуре опреме.

• Недовољна тачност при малим оптерећењима/малим опсегама: У сегменту малих опсега од 0,1т - 5т, оптимизацијом позиције лепљења тензометра и дизајна напона еластомера, грешка мерења је контролисана у оквиру ±0,01%ПВ, испуњавајући захтеве високе прецизности за примену на малим оптерећењима у лабораторијама, преради хране и слично.

• Мониторинг динамичких флуктуација затегања: Са временом одзива ≤ 6мс, може прецизно детектовати флуктуације напетости током непрекидних производних процеса каблова, фолија и слично, решавајући проблеме квалитета производа изазване нестабилном напетошћу у индустријама као што су текстлна и штампарија.

• Проблеми компатибилности при сарадњи више уређаја: Стандардизовани излазни сигнали и подршка више протокола решавају проблеме повезивања са системима управљања различитих произвођача (на пример Siemens S7 серија PLC и Delta DCS), смањујући грешке и трошкове конверзије сигнала.

3. Постављање Корисник Искуство

• Лакоћа инсталације: Стандардизовани навојни/очицасте везе, са стандардним спојним деловима (као што су вијци и окови), не захтевају специјална алата за инсталацију. Једна особа може завршити инсталацију и позиционирање појединачног сензора у року од 15 минута, са ниским захтевима за равнином површине инсталације (довољна је грешка равнине ≤ 0,1мм/м).

• Рад и калибрисање: Подржава једнодугмско нуловање на мерном уређају, поједностављује процес двотачке калибрације (потребне су само стандардне тегове од 10% и 100% номиналног оптерећења), а дигитални модели се могу даљински калибрирати преко мобилне апликације или главног рачунара, омогућавајући непрофесионалцима брз рад.

• Контролисана цена одржавања: Затворена структура ефикасно изолује прашину и влагу, са годишњом просечном стопом отказа ≤ 0,4%; модуларни дизајн кључних компоненти ( метери за мерење напетости , терминалске блокове) омогућава појединачну замену локалних кварова, смањујући укупне трошкове замене.

• Интуитивна повратна информација о подацима: Статичка флуктуација мерених података ≤ ±0,005%FS, без израженог кашњења у динамичким ситуацијама; дигитални модели долазе са уграђеним упозорењима на кварове за прекомерно оптерећење, недовољан напон и сл., што се визуелно приказује преко индикаторских лампица или софтверских интерфејса за једноставно и брзо отклањање проблема.

• Флексибилна прилагодљивост сценаријима: Исти сензор може прелазити између режима мерења затегнутости/притиска без замене хардвера, испуњавајући потребе опреме која се користи у више процеса и побољшавајући искоришћеност опреме.

4. Типичне примене

1) Сценарији мерења истезања/затегнутости

• Контрола напетости кабла/ужета: Мерење напетости у машинама за вучење жице у текстилној и каблској индустрији. С-образни сензори су серијски повезани са механизмом за вучење, омогућавајући тренутну повратну информацију о вредностима напетости и прилагођавање брзине вучења на координиран начин, чиме се осигурава једнолики пречник кабла.

• Испитивање чврстоће материјала на затег: Мерење чврстоће материјала на машинама за испитивање у лабораторијама. Модели прецизности C2 могу задовољити захтеве за испитивање чврстоће материјала као што су метални канапи и пластичне фолије, са грешком понављања података ≤ ±0,01%.

• Мониторинг оптерећења на уређајима за дизање: Контрола ограничења оптерећења за мале дизалице и електричне витлове. Монтира се између куке и стреле, активира аларм и искључи напајање у случају прекорачења оптерећења, чиме се обезбеђује сигурност рада.

2) Сценарији ваљања испод

• Висеће вагање хопера/резервоара: Вагање висећих резервоара за дозирање у хемијској и фармакопрехрамбеној индустрији. Један или два сензора се симетрично вешају и монтирају како би се решио проблем недовољног простора на поду, са тачношћу до ±0,02%FS.

• Овисно мерење у преради хране: овисно мерење и сортирање у индустрији кланања и аквакултура. Модели од нерђајућег челика (316L) испуњавају стандарде хигијене хране, лаки су за чишћење и дезинфекцију и погодни су за рад на тракастом транспортеру.

3) Производња малих и средњих вага

• Тегови са куком/портабилни теразије: основне сензорске јединице за тегове са куком од 0,5t - 20t. Због компактне конструкције погодни су за дизајн тела тегова, а отпорност на ударце омогућава им да поднесу тренутно прекорачење оптерећења током подизања.

• Тракасти тегови/динамички тегови: модули за динамичко мерење на тракастим транспортерима. Монтирају се на носач ваљка траке и индиректно израчунавају тежину материјала мерењем напетости траке, прилагођени су сценаријима непрекидног транспорта.

4) Научна истраживања и експериментална опрема

• Биомеханичко тестирање: надзор вредности силе опреме за медицинску рехабилитацију (на пример тест сила протеза). Модели малог опсега и високе прецизности (0,01t - 1t) могу детектовати благе промене вредности силе.

• Контрола силе на крају робота: Снага повратне информације за механизам за хватање индустријских робота. Мерењем силе хватања, сила стезања се прилагођава како би се избегло оштећење крхких предмета (као што су стакло и керамика).

5) Примене у специјалним индустријама

• Фармацеутска индустрија: контрола притиска за машине за пуњење фармацеутских капсула. Хигијенски модел од нерђајућег челика задовољава стандарде GMP, тачно контролише притисак приликом пуњења ради осигурања једнаке дозе у капсулама.

• Индустрија штампе и паковања: Мониторинг напетости филмова на машинама за штампу. Тренутна регулација брзина одмотавања и мотавања спречава истезање, деформацију или прекид филма, побољшавајући тачност штампе.

5. Упутства за употребу (Практични водич)

1) Процес инсталације

• Припрема: Очистите тачке везе за инсталацију (уклоните бртове и мрље од уља), проверите изглед сензора (без деформације еластомера, без оштећења кабла) и одаберите исправан начин везе у складу са смером силе (одаберите ушичасто вијак за затезање и причвршћивање вијцима за притисак).

• Позиционирање и фиксирање: Осигурајте да се оптерећење преноси у осном правцу сензора како бисте избегли бочне и увртне силе; користите кључ за момент затезања приликом затезања вијака (препоручује се 10-30 N·m за сензоре од легираног челика, 8-25 N·m за сензоре од нерђајућег челика) како бисте спречили превелико затезање које може оштетити навој.

• Specifikacija kablova: Za analognе signale, pratite pravilo „crvena - napajanje +, crna - napajanje -, zelena - signal +, bela - signal -“; za digitalne signale, povežite prema odgovarajućim pinovima Modbus-a; kabl treba čvrsto fiksirati kako bi se izbeglo vučenje, a žicanje treba držati podalje od jakih izvora smetnji kao što su frekventni pretvarači (rastojanje ≥ 20 cm).

• Заштитна обрада: За спољашњу инсталацију потребно је додати поклопац од кише; у влажном/корозивном окружењу, кабелски спој поставити у водонепропусну распона струјног кола, а површину сензора прекрити храном безбедним антикорозивним уљем (за храну индустрију).

2) Калибрисање и испитивање

• Калибрација нуле: Укључите напајање и загрејте га 15 минута, извршите команду „калибрација нуле“, осигурајте да излаз на нули буде у оквиру ±0,002% FS, а ако је девијација превелика, проверите да ли постоји бочна сила у инсталацији.

• Калибрација оптерећења: ставите стандардне тегове од 10%, 50% и 100% номиналног оптерећења у наведеном редоследу, забележите излазне сигнале у свакој тачки, исправите линеарну грешку помоћу софтвера за калибрацију и обезбедите да грешка буде ≤ дозвољеној вредности одговарајућег степена тачности (≤±0,02% НВ за класу C3).

• Динамичко дебаговање: У динамичним ситуацијама као што је мониторинг напетости, подесите фреквенцију филтера мерача (5-12 Hz) како бисте избалансирани брзину одзива и стабилност података и избегли лажне аларме услед високих фреквенцијских флуктуација.

3) Redovno održavanje

• Редовна провера: Месечно чистите површину сензора, проверите да ли су навојни прикључци ослобођени; вршите нулту калибрацију једном у тромесечју, а потпуну калибрацију на целој скали једном годишње и забележите податке о калибрацији ради будуће употребе.

• Опште рукување са грешкама: Када се подаци разилажу, прво проверите напон напајања (стабилан на 12-24 V DC); када нема излазног сигнала, проверите да ли је кабл прекинут или је сензор прекорећен (преко 200% номиналног оптерећења може узроковати оштећење).

6. Метода избора (прецизно усклађивање захтева)

1) Утврђивање основних параметара

• Избор опсега: Изаберите модел према 1,2 - 1,5 пута већој стварној максималној вредности силе (нпр. ако је максимална затега 8t, може се изабрати сензор од 10 - 12t). За сценарије затега, додатно треба предвидети маргину прекорећења од 10% како би се избегло оштећење услед удара.

• Класа тачности: За лабораторијска испитивања, изаберите класу C2 (грешка ≤ ±0,01%НВ); за индустријску метрологију, изаберите класу C3 (грешка ≤ ±0,02%НВ); за опште мониторинг, изаберите класу C6 (грешка ≤ ±0,03%НВ).

• Тип сигнала: За традиционалне ваге, изаберите аналогне сигнале (4 - 20mA); за интелигентне системе, изаберите дигиталне сигнале (RS485); за сценарије индустријског Интернета ствари (IoT), изаберите интелигентне моделе са безжичним преносом (WiFi/4G).

2) Избор на основу прилагођености средини

• Температура: За нормалне услове (-20°C ~ 60°C), одаберите обичне моделе; за високе температуре (60°C ~ 100°C), одаберите моделе са компензацијом високе температуре; за ниске температуре (-40°C ~ -20°C), одаберите моделе отпорне на ниске температуре.

• Медијум: За суве средине, одаберите легирани челик (са прахом премазаном површином); за влажне/хранљиве индустрије, одаберите нерђајући челик 304; за средине са хемијском корозијом, одаберите нерђајући челик 316L. • Класа заштите: За унутрашње суве просторе, ≥IP65; за спољашње/влажне услове, ≥IP67; за подводне или прашњаве средине, ≥IP68.

3) Инсталација и компатибилност система

• Начин инсталирања: За примене са затезном силом, одаберите везу са очитом; за примене са притисном силом, одаберите фиксацију вијком; за косе силе, одаберите моделе са позиционим штифтовима; за ограничен простор, предност имају компактни модели дужине ≤50mm.

• Kompatibilnost: Potvrdite da signal senzora odgovara protokolu komunikacije postojećeg brojila/PLC-a. Kada više senzora radi zajedno, izaberite digitalne modele koji podržavaju podešavanje adrese kako biste izbegli konflikte signala.

4) Потврђивање додатних захтева

• Zahtevi za sertifikaciju: Za aplikacije sa eksplozivnim sredinama, potrebna je sertifikacija Ex ia IIC T6/Ex d IIB T4; za prehrambenu industriju, potrebna je FDA/GMP sertifikacija; za merne primene, potrebna je CMC sertifikacija.

• Posebne funkcije: Za praćenje dinamičkog napona, izaberite modele sa vremenom reakcije ≤5 ms; za daljinsko praćenje, izaberite modele sa NB-IoT modulom; za higijenske uslove, izaberite modele higijenskog kvaliteta sa poliranjem bez mrtvih uglova (Ra ≤0,8 μm).

Резюме

S-tip opterećenja ćelije imaju „dvosmernu nosivost sile, fleksibilnu instalaciju i visoku preciznost pri malim opterećenjima“ kao svoje glavne prednosti, prvenstveno rešavajući probleme kao što su dvosmerno praćenje sile, ugradnja u složenim situacijama i precizna kontrola pri malim opterećenjima. Korisničko iskustvo fokusira se na laku upotrebu, održavanje bez brige i jaku prilagodljivost različitim scenarijima. Prilikom izbora ćelije za merenje opterećenja, neophodno je prvo precizirati opseg, tačnost, pravac sile i zahteve okoline, a zatim doneti odluku na osnovu kompatibilnosti sistema i dodatnih funkcija. Tokom upotrebe, treba izbegavati bočne sile i preopterećenje, a postupci redovne kalibracije moraju se strogo poštovati kako bi se osiguralo dugoročno stabilno funkcionisanje. Pogodna je za primenu u merenju zatezanja, suspendovanom merenju mase i instrumentima za merenje mase pri malim opterećenjima, te predstavlja preferirano rešenje za senzore u scenarijima srednjeg i niskog opterećenja i dvosmernog praćenja sile.

Детаљни приказ

Параметри