Estensimetro installato sulla flex plate.

Il Componente diventa Sensore

Ingranaggi, bulloni di carico, sistemi di trasmissione – con il giusto know-how, i singoli componenti possono essere convertiti in sensori funzionali per misurare forze, deformazioni o coppie.

La continua sperimentazione e verifica è estremamente importante nello sviluppo dei prodotti e nella produzione. I parametri fisici quali forze, coppie e deformazioni vengono rilevati principalmente per ottenere dati più precisi sulla sollecitazione dei materiali, la loro durevolezza e sui punti deboli della struttura.

Per tali compiti, vengono normalmente impiegati trasduttori speciali, solitamente basati sugli estensimetri. I principali vantaggi di questi trasduttori sono particolarmente le alte accuratezza ed affidabilità. Tuttavia, ci sono spesso situazioni per cui non è possibile l'installazione di trasduttori e sensori – ad esempio dove è disponibile pochissimo spazio in un prodotto o componente.

Un'opzione sempre più popolare ed attrattiva è quella di esplorare la possibilità di creare un sensore da un componente già esistente nell'assemblaggio del cliente. Dal punto di vista del cliente tale opzione comporta poche variazioni, ed in tal modo la HBM produce uno strumento di misura intelligente direttamente all'interno dell'assemblaggio preesistente.

I vantaggi di questa procedura sono la minor necessità di spazio e praticamente nessuna influenza sulla struttura dell'oggetto da misurare.

Torsiometri Personalizzati 

La HBM possiede un'ampia esperienza in questa tecnologia. Un esempio tipico è un torsiometro specifico per l'utente sviluppato direttamente nel sistema di trasmissione del cliente.

Le trasmissioni dei veicoli forniscono le prestazioni ottimali allorché la trasmissione ed il controllo del motore si accordano perfettamente. La coppia sulla transizione dal motore alla trasmissione determina la struttura dei componenti. Ma lo spazio è insufficiente per effettuare le misurazioni installando un torsiometro. Dal momento che i clienti ha sempre maggior esigenza concernente l'accuratezza più elevata, è stato progettato il trasduttore Flexplate come componente monolitico costruito con acciaio inossidabile ad alta resistenza, realizzando la interfaccia meccanica con i componenti originali in grado di operare nel campo di temperatura fino a 120 °C.  

Ciò consente un errore di linearità e reversibilità inferiore allo 0,1 %. La struttura e la progettazione ottimizzata compensano gli effetti delle forze assiali, flessionali e laterali. I dati vengono trasmessi senza contatto con risoluzione di 16 bit, utilizzando una tecnologia telemetrica da 1 kHz.

I vantaggi di questa soluzione sono ovvi:

  • Non è necessaria l'installazione di un trasduttore addizionale. 
  • Non cambia il comportamento meccanico del sistema di trasmissione. 
  • Sono possibili misurazioni continue a lungo termine. 
  • Il campo della temperatura di esercizio risiede fra -20 e +120 °C.
  • Il robusto trasduttore può essere usato per funzionamento continuo. 
  • Il trasduttore è immune dalle interferenze elettromagnetiche (EMC).

Partner Prestamente e Soventemente

Lo sviluppo della tecnologia di misura specifica per il cliente direttamente sui componenti non è adatta solo per la misurazione della coppia, ma anche per molte altre applicazioni.

La tempestiva cooperazione fra lo sviluppatore del prodotto ed il fornitore del sensore risulta essenziale per la progettazione di tali trasduttori. Alla HBM, il custom sensor team sviluppa il sensore appropriato basandosi sull'analisi ad elementi finiti (FEA), dopo di ché gli estensimetri necessari possono essere direttamente installati presso l'impianto di produzione od in loco. Il cliente beneficia della tecnologia di misura di precisione integrata direttamente e senza alcun ritardo temporale.

Oltre alla produzione individuale di trasduttori specifici per il cliente (usati principalmente per scopi di prova e verifica), è possibile sviluppare e produrre sensori OEM secondo le esigenze dei clienti. Tali sensori OEM vengono impiegati per la misurazione di deformazioni e pesi in svariate industrie, fra cui quelle dei componenti automobilisticimedicali.

Randy Hopkins è il direttore commerciale sensori alla HBM di Marlboro MA (USA). Egli ha conseguito il Bachelor of Science degree in Mechanical Electrical Engineering alla University of Massachusetts, Dartmouth e possiede oltre 28 anni di esperienza nella progettazione e fornitura di soluzioni con sensori personalizzati a numerosi clienti in tutto il mondo.

Quest'articolo è stato pubblicato per la prima volta su Manufacturing Business Technology

I vantaggi per Voi

  • Necessità di poco spazio 
  • Praticamente nessuna influenza sulla struttura del vostro oggetto 
  • Misurazioni accurate e risultati sicuri 
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