Scaricate le nostre "FAQ sui sensori multiasse"

 

Scaricate il nostro ultimo articolo con le domande frequenti e i concetti fondamentali che riguardano i sensori multiasse in applicazioni come la robotica.

L’articolo risponderà a domande come:

  • Che cos’è un sensore multiasse?
  • Che cosa è in grado di misurare?
  • Quali tipi di uscite ci si possono attendere?
  • E molte altre!



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Sensori multiasse: domande fondamentali

Che cos’è un sensore multiasse?

Un sensore multiasse è in grado di misurare le forze generate su più di un piano, come ad esempio le misurazioni in direzione x e y. Alcuni sensori multiasse possono misurare non solo le forze direzionali, ma anche le coppie, le forze rotazionali attorno ad un asse.

Quanti sono gli assi che i sensori multiasse possono solitamente misurare?

I sensori multiasse possono misurare fino a sei assi. Un dispositivo multiasse misura le direzioni x, y, z e le coppie.

Che tipo di segnali di uscita ci si può attendere?

A seconda dell’applicazione e dell’ampiezza delle forze, i segnali di uscita tipici sono segnali analogici espressi in unità di mV/V oppure sono segnali convertiti in digitale secondo un protocollo standard, come FireWire o CANbus.


Il segnale di uscita elettrico mV/V si riferisce all’eccitazione del sensore con carico, coppia o pressione nominale. Ad esempio, il segnale di uscita relativo alla tensione elettrica di una cella di carico da 2 mV/V ad una capacità nominale di 100 lb con eccitazione di 10 V sarà di 20 mV a 100 lb oppure 0,2 mV per ogni libbra di peso applicato.

Montaggio e installazione

Quali scelte sono disponibili per formato e capacità?

È possibile trovare sensori multiasse in grado di rilevare carichi di appena pochi grammi. È anche possibile trovare unità che possano reagire a carichi di diverse migliaia di libbre senza rompersi.

Come si montano i sensori multiasse?

Dato che i sensori multiasse misurano sia le coppie che le forze, sono sensibili a un posizionamento anche minimamente angolare rispetto alla superficie di montaggio. Le procedure di montaggio dovranno dunque evitare anche i minimi difetti di allineamento. Le superfici di installazione devono avere una rigidità sufficiente a evitarne la curvatura.
La regola generale è che lo spessore degli elementi di collegamento deve essere circa un terzo dell’altezza del trasduttore. (È meglio se la superficie di contatto ha una deviazione inferiore a 0,005 mm sotto carico). La superficie deve essere in acciaio non verniciato, con durezza minima di 40 HRC. Il corpo di misurazione in acciaio inox (interfaccia meccanica) del trasduttore ha una rigidità minima di 42 HRC.
La planarità superficiale deve essere inferiore a 0,05 mm e la rugosità superficiale ≤ Ra 1,6. L’ideale è che la superficie sia a terra. Il trasduttore dovrà essere centrato sugli elementi strutturali e allineato con pin di posizionamento. L’errore angolare o la tolleranza di posizionamento vanno mantenuti inferiori a 0,1° Infine, le viti di montaggio del sensore multiasse devono essere serrate diagonalmente in sequenza fino alla coppia di serraggio piena, in modo che il sensore sia posizionato piatto sulla superficie di installazione.


Applicazione di sensori multiasse

Quali applicazioni misurano le forze in più di una direzione planare?

Molte di queste applicazioni cercano di determinare un carico vettoriale che deve essere descritto in termini di coordinate di posizione x, y e x. Allo stesso modo, i sensori multiasse aiutano a stabilire una direzione o i segnali d’ingresso dell'estensimetro in più direzioni.

Quando è meglio usare un sensore multiasse al posto di più sensori ad asse singolo?

Un sensore multiasse può essere più piccolo e occupare uno spazio minore rispetto a più sensori ad asse singolo. Inoltre, il suo schema di collegamento può anche essere più semplice. Questi fattori tendono a ridurre i costi di materiale.

Quali sono le applicazioni mediche che richiedono l’uso di sensori multiasse?

La robotica medica impiega in grande misura i sensori multiasse. Questi sensori favoriscono l’avanzamento nel campo della robotica medica e sono usati nelle operazioni chirurgiche, nei training e nella riabilitazione. Allo stesso modo, i sensori multiasse sono usati su strumenti diagnostici a ultrasuoni e MRI, oltre che su scanner PET e CT.

Interferenza, isteresi, non linearità

Che cos’è l’interferenza nei sensori multiasse?

Quando si applica un carico soltanto in una direzione ed è presente un segnale di uscita su altri assi, si dice che c’è un’interferenza tra i canali. I livelli di interferenza sono parte delle specifiche tecniche dei sensori multiasse. Sono indicati come percentuale del segnale di uscita del canale. Le interdipendenze delle interferenze tra assi di forza e coppia possono essere compensate con calcoli matematici.

Come si definisce la non linearità per i sensori multiasse?

La non linearità è la deviazione massima della curva di taratura da una linea dritta tracciata tra i segnali di uscita senza carico e i segnali di uscita con carico nominale, espressa come percentuale dell’uscita nominale e misurata con un carico crescente.

Che cos’è l’isteresi del sensore multiasse?

L’isteresi è la differenza massima tra le letture dei segnali di uscita per lo stesso carico applicato. Una lettura proviene dall’aumento del carico da zero e l’altra dalla diminuzione del carico dal segnale di uscita nominale. L’isteresi è solitamente misurata a metà del segnale di uscita nominale ed è espressa come percentuale dell’uscita nominale.

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