Verifica dei Torsiometri a Flangia HBM usando il Segnale Shunt ed il Punto Zero

Sovente gli utenti si chiedono se sia possibile continuare ad usare un torsiometro a flangia che non sia stato utilizzato per un lungo periodo di tempo. Per tale ragione, la HBM ha studiato a fondo il comportamento dei torsiometri a flangia.

L'unico modo di essere assolutamente sicuri consiste nel farlo verificare e tarare in un laboratorio di taratura accreditato DakkS (German Calibration Service), ad esempio alla HBM. Tuttavia, nella maggioranza dei casi, ciò che è richiesto è una rapida valutazione della capacità di effettuare misurazioni meno critiche.

Questo articolo tecnico offre agli utenti dei consigli pratici per verificare i torsiometri a flangia utilizzando il segnale shunt ed il punto zero, spiegati mediante esempi col Torsiometro a flangia T40B. Per quanto riguarda la frequenza centrale, le affermazioni sono valide mutatis mutandis per tutti i torsiometri a flangia. Non si è tenuto conto dell'elettronica associata, che dovrà essere considerata separatamente.

Segnale Shunt

Sistema di riferimento standard da 20 kN•m per la misurazione della coppia. Uno dei in totale 4 sistemi di riferimento standard per misurazione della coppia accreditati alla HBM.

Tutti i torsiometri a flangia HBM con trasmissione senza contatto del segnale (p.es. T40B, T12) dispongono di un segnale shunt [1]. Esso è approssimativamente il 50% del campo di misura nominale ed è un valore assoluto (p.es. N•m), specificato nella targa e nel certificato di fabbricazione.

Allorché si usa questo segnale shunt per verificare il torsiometro a flangia, lo shunt effettivo viene effettuato sul rotore dell'albero torsiometrico. Ciò significa che un resistore fisso viene elettronicamente collegato in parallelo ad un ramo del circuito a Ponte di Wheatstone. Il conseguente valore di sbilanciamento del ponte viene convertito nel segnale shunt specificato nella targa, utilizzando i dati risultanti dalla taratura meccanica con la macchina del nostro laboratorio accreditato (vedere fig. 1). In genere, i valori risultanti sono "non-uniformi" ed i segnali di shunt differiscono pertanto da trasduttore a trasduttore.

Il segnale shunt serve a due scopi:

  1. Aggiustamento della strumentazione associata ed adattamento del singolo torsiometro.
  2. Verifica e monitoraggio dei torsiometriinsieme al monitoraggio del punto zero.

Rilevanza dei Segnali Shunt e Punto Zero - Esempio: T40B

Torsiometro a flangia T40B

Il segnale shunt è collegato in modo additivo. Pertanto, si raccomanda di non caricare il torsiometro quando si attiva il segnale shunt.

Dopo aver usato il segnale shunt ed il segnale di zero per verificare e monitorare il T40B, si consiglia di rispedirlo alla HBM per provarlo se si verificano le seguenti variazioni:

  • Deviazione del segnale di zero con trasduttore non montato > ± 1 % (> ± 40 Hz), cioé se il punto zero non rientra nel campo di frequenze da 9.960 Hz a 10.040 Hz con frequenza centrale di 10.000 Hz.
  • Variazione del segnale di zero dovuto al montaggio > ± 3 % (> ± 150 Hz).
  • Variazione addizionale del segnale di zero dopo aver bilanciato la variazione del segnale di zero dovuta al montaggio > ± 1 % (> ± 50 Hz).
  • Deviazione del segnale di shunt > ± 0,1% rispetto al valore specificato sulla targa o sul certificato di produzione.

Questi valori sono validi per condizioni stabili della temperatura di riferimento e dopo una fase di preriscaldamento del trasduttore di 15 minuti. Dopo aver montato il trasduttore è essenziale assicurarsi che esso non sia soggetto ad alcuna coppia addizionale, dovuta ad esempio alla distorsione del treno di alberi. Essendo il segnale shunt di tipo additivo, risulta essenziale tener conto di qualsiasi deviazione del punto di zero.

La determinazione e l'impiego del segnale shunt è meramente un metodo elettrico. Teoricamente sussiste la possibilità che non venga rilevato il distacco di estensimetri senza alcuna variazione della loro resistenza o nel Circuito di Kreuzer Esteso (compensazione del modulo elastico). Tuttavia, l'esperienza pratica dimostra che ciò non capita con estensimetri appositamente costruiti e che, in genere, ciò si verifica solo quale risultato di condizioni operative anormali quali, ad esempio, la rottura del punto di misura. Le misurazioni prese durante la fabbricazione di ogni prodotto e la loro taratura garantiscono la corretta costruzione degli estensimetri.

Usando il segnale shunt ed il punto zero, è molto facile valutare se il torsiometro a flangia T40B funzioni propriamente entro le sue specifiche. Si può eliminare la deformazione plastica del rotore dovuta al sovraccarico provocato da momenti flettenti e/o forze radiali, mediante la corretta installazione, giacché tali sovraccarichi non vengono sempre riflessi dal segnale di zero o di shunt.

Attivazione Shunt o Taratura

La verifica usando il segnale shunt fornisce numerosi vantaggi e riduce notevolmente l'impegno di taratura. Tuttavia, a seconda dell'applicazione o degli standard di qualità, ad esempio in termini di tracciabilità dell'apparecchiatura di prova, potrebbe esserci requisiti che prescrivono la taratura meccanica ad intervalli regolari. La HBM, essendo un fornitore di componenti, non può ovviamente sospendere tali requisiti. Inoltre, gli intervalli di taratura vengono definiti escusivamente dallo stesso utente in funzione dei propri requisiti e dalla conoscenza delle condizioni d'impiego.

La HBM consiglia intervalli di taratura di due anni per i trasduttori e di un anno per l'elettronica. Secondo la DIN 51309 [2] il certificato di taratura per strumenti di misura della coppia è valido per max. 26 mesi. Intervalli di taratura più brevi potrebbero aver senso per soddisfare speciali requisiti di tracciabilità o standard di qualità. Uno strumento di misura della coppia deve essere ritarato dopo

  • aver subito dei sovraccarichi,
  • una riparazione,
  • un maneggio non appropriato.

Conclusioni

Per riassumere: Si può usare il segnale shunt per verificare ed adattare i torsiometri a flangia. Tuttavia, a seconda dell'applicazione, lo shunt non può essere un sostituto dell'effettiva taratura meccanica.

Riferimenti:

[1] Rainer Schicker, Georg Wegener: Measuring Torque Correctly, ISBN 3-00-008945-4 (Misurare la coppia correttamente)
Pubblicato dalla Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH, Darmstadt - Germania

[2] DIN 51503, Werkstoffprüfmaschinen – Kalibrierung von Drehmomentmessgeräten für statische Drehmomente (Taratura degli strumenti di misura della coppia per momenti torcenti statici),
DIN Deutsches Institut für Normung e.V., vendita esclusiva di standard presso Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin

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