力测量技术趋势

测试台工程的进步不仅取决于 测量放大器和软件系统,传感器创新也是一个重要趋势:包括更短的安装时间,更高的灵活性等。

本文主要向您介绍了新一代基于应变的传感器如何满足不断变化的测试台的需求。

近些年来,力传感器 不仅精度大幅提高,更结实,更友好,容易安装也是重要的趋势。

4个主要趋势概览

更高精度

恶劣环境

极高灵活性

大力值测量

趋势 #1: 更高精度

测试台中,更高的精度的传感器意味着更宽的测量范围。

传感器精度能够带来更高的经济效益。关键的原因是其具有更宽的策略范围。也就是说在既定的测量范围内测试台具有更高的测量精度,或是在既定的精度要求下具有更宽的测量范围。

相关性如图表所示: 其基于 S2M 传感器, 做对比的传感器是前任型号 S2。当测量不确定性固定是,可以看出测量范围显著增大。案例中的计算仅使用了传感器的部分量程。测量时间为 30分钟。温度变化为 20 Kelvin。传感器量程为 500 N。以下影响量已被考虑在内: 线性,温度对零点和灵敏度的影响,滞后和蠕变。

500 N 量程的传感器可以达到 20 N 量程传感器的精度要求,这带来以下两种优势: 

  • 您可以采用更高量程的传感器,提高测量链的过载能力。测量链更加健壮,提高整个测量链的不确定性和精度。
  • 采用更得量程传感器,减少使用数量。

趋势 #2: 用于恶劣环境

紧致密封力传感器适用于大多数量程力传感器。但对于 500 N 以下量程还是一个挑战。 

在极端环境下使用产品越来越频繁。在这种情况下,使用 坚固型放大器 和 紧致密封传感器能够让您应对这些挑战!

紧致密封传感器能够满足恶劣环境的要求。IP68 保护等级 (a standard feature of the series) 提供水下三米浸泡 100个小时测试证明。

现代不锈钢在耐腐蚀性和弹性方面证明是有效地。HBM 的多款传感器满足 IP68, 精度 0.02* 的要求。
*HBM 精度等级标准显著地高于一般市场标准。  

对非常小的力如何处理?

500 N 以下非常小的力测量很难使用钢弹性体。在这种情况下,铝弹性体更具有优势。应变片需要采用硅胶进行保护,因此对湿度的灵敏度保护必须通过应变片的改进来实现。例如,应变片基底材料聚醚醚酮 (PEEK)只会吸收非常少的水分,是一种非常适宜的材料。采用这种材料的力传感器对于大部分的应用已经足够了,即使传感器没有进行紧致密封。


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趋势 #3: 灵活性

现代力传感器可以按照客户指定要求交付,可以立即安装使用。 

传感器灵活性标准显著上升。为进一步减少安装时间,测试台工程师希望获得一系列附件,包括电缆,插头,力导入,标定附件等,以便快速安装使用。

现代力传感器通过模块化设计应对这一挑战。实际上每个 HBM 力传感器可以单独配置 - 带有多种可选插头和电缆。C10 力传感器 可配置组合高达 2304! ! 

The demand for TEDS (传感器电子数据表)需求近几年极具上升。TEDS 意味着: 传感器带有微型内存芯片,传感器数据可以从中读取。采用合适的放大器,测量通道可以自动参数化,并降低错误误差。

2304

C10 力传感器的可能组合: 

  • 双桥/单桥
  • 4 mV/V 或 2m V/V 输出电压
  • TEDS 
  • 100 % 或 50 % 标定n
  • 高防护等级插头
  • 适配器, 内置电缆
  • IP68 选项 

趋势 #4: 大力值

集结系统: 超大力值传感器校准系统

现代技术装置越来越巨大, HBM 可以提供 20 MN 特殊解决方案, 另外标准产品量程高达 5 MN。其主要用于船舶和风能系统。当轮船或风力发电厂运行时,这些力必须通过测试进行认证。

因此, 在这个领域使用的力传感器必须进行标定。但是大力值传感器标定非常困难。

通常, 力源 (例如液压缸) 和参考力传感器用于大力值传感器标定。参考力传感器的精度决定着标定精度。

因此,HBM 开发了力传感器集结系统,其由三个力传感器组成,通过三个小量程传感器将集结系统的量程扩展三倍。这种系统主要用于标定等领域。

这种集结系统能够保证足够的系统精度。并且这个系统的研发由欧盟资助。


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