安装时,压电力垫圈需要加载预应力。这同样适用于CFW 压电力垫圈。安装后,力垫圈在分力模式下工作,也就是说,部分力不再通过传感器,而是通过预应力装置,例如  CPS 预应力套件。

预应力装置会对测量链的灵敏度造成影响。例如,当采用 CPS 套件时,CFW 压电力传感器灵敏度降低了 7-12 %. 在安装后,力垫圈需要进行标定,以获得可靠的灵敏度

采用标准力传感器进行标定

标定传感器的方法之一是采用标准力传感器。这需要一个力传感器和一个放大器。基于应变原理的标准力传感器 (C18, Z30A 系列) 尤其适合此类应用。

工业用力传感器,例如 S9M 也可以使用。 如果没有合适的放大器,也可是使用 CFT 传感器。CFT 系列传感器是一款经过预应力加载,并经过标定的压电力传感器。也就是说,其灵敏度已经获知。

在选择标准力传感器时,你必须知道,被标定的力传感器精度不可能超过标准力传感器的精度。

标定测量链的三个步骤

如上说述,压电力垫圈 (CFW) 在安装后传感器需要进行标定。这意味着,在标定后,安装条件不能改变,尤其是需要加载预应力时。

在标定时,需要考虑三个步骤:

  • 安装后,需要测量传感器灵敏度: 当力加载到传感器上,压电力传感器将产生电荷。灵敏度可以通过以下等式计算出  (灵敏度 = 电荷/力).
  • 设置电荷放大器: CMD600 数字电荷放大器的量程可以自由调整的。上述的灵敏度在助手软件中就可以计算出。为了保证分辨率,量程必须进行设定。
  • 验证结果: 最好,我们推荐您再次比对标定测量链和压电测量链的区别。

在文章的以下部分,我们假设您传感器已经被安装,并且已经加载了预应力。预应力可以通过力垫圈直接测量。一个厂方的标定证书用于此目的。调整 CMD600 ,并提高预应力到期望值。最小为 10% 的额定量程。

当使用 CMD600 电荷放大器时,需要连接电脑,并使用 CMD Assistant 软件进行设置。请参考 CMD600 使用说明书。设置传感器灵敏度为1, 使用这个设置来测量电荷。

按以上所述来配置 CMD:灵敏度为 1 ,来测量传感器的电荷信号。

CMD 的灵敏度安装制作证书上设定(4.3 pC/N). 使用的是 CFW/50 kN。使用了稍高的预应力。

步骤 1: 安装后测量传感器的灵敏度

连接传感器到电荷放大器,必须保证测量链中的所有部件和周围温度一致。标定过程必须在连接后两个小时后才能进行,以便进行磨合

定位标准传感器,以保证完整的力通过它(防止分力产生)。

力垫圈的标定过程。一个基于应变的力传感器和一个加载了预应力的 CFW。一台  MGCplus 放大器,通过 S9M 为其提供信号。当要求很高时,我们推荐标准力传感器。力同时加载到  S9M 和 压电力垫圈上。这只是一个案例,实际应用中,有很多标定方法,例如通过力机来产生标准力,并通过 CFW 来监控。

很重要的一点是选择合适的量程。 用您想产生的力乘以 4 pC/N. 来进行量程设定,在加上 20% 的余量。例如,希望的力是 500 N,乘以 4 pC/N,其信号大约是 2000 pC (4pC/N * 500 N = 2000 pC). 加上 20%余量,我们设定其测量范围为 2500 pC.

标定的力值不能小于测量最大值的  30 % 以保证精度。另外需要防止过载,因此,重启标定时,一定要重新设置两个测量链。

加载到测量设备上的力(通过标准测量链)的值会立即显示在运行 CMD Assistant 软件的电脑上。


传感器的灵敏度通过以下等式获得:

您同样可将此标定过程用于其他测量量 (质量, 扭矩等.)

在这个案例中,你可以获得以下结果:

使用 CMA 放大器时,我们推荐标定整个测量链。为此,直接测量电荷放大器输出电压,测量链的灵敏度为:

第二步: 设置放大器

灵敏度可以在CMD Assistant软件中设定。 在“传感器灵敏度” 栏中设定。

然后您可以定义 "物理输入范围"。这是个测量范围,输入你希望测量的最大力。如果以后有一个更大的力,CMD 不会提供电压输出。.

使用 CMA 模拟电荷放大器, 缩放需要在后端仪表中执行。

设定CMA. 按以上计算,灵敏度为 3.801 pC/N ,应用的测量访问为500 N. CMD 对应 500 N 的输出为 10 V。

步骤 3: 验证

在完成所有设定后,我们推荐你再次和标准测量链进行比对。再次加载,并比对两个测量链。

两个测量链之间的差别非常小,即使在部分负载范围内,两个都有非常优异的线性。
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