효율적인 이용: S형 S2M 힘 변환기

HBM의 S2M과 같은 고정밀 변환기를 사용하여 다양한 장점을 누리세요. 높은 기계적 보존성을 가지도록 설계되어 0.02 정확도 등급으로 힘 측정 체인을 가능한 센서들을 제공합니다. 또한, 다른 측정 작업들을 위해 변환기들을 유동적으로 이용할 수 있는 점은 주요 경제성 장점입니다.

S형 S2M 힘 변환기 정확도 수준 0.02를 제공하여 분야에 새로운 표준을 세웠습니다. 이러한 높은 수준의 정밀도를 달성할 수 있도록 모든 개별 변환기 특성최적으로 일치되어야 합니다.

힘 변환기의 정확도에 영향을 주는 것은 무엇인가요?

다음 오류군은 스트레인 게이지 기반 힘 변환기와 구분됩니다.

  • 풀 스케일 값과 관련된 오류
    적용된 힘에 독립적인 특정 출력 신호를 생성하는 오류, 예: 영점(TCzero ) 또는 비선형성에 영향을 미치는 온도 효과
  • 실제 값과 관련된 오류
    평가 시간에 적용한 힘에 비례하는 양의 오류

종종 TCzero 와 선형성은매우 중요한 것들입니다. 이들 오류는 풀 스케일 값과 관련되어 있습니다. 예를 들어 풀 공칭(정격) 힘에서의 출력 신호와 관련됩니다. 이 측정 불확실도는 측정된 힘이 얼마나 큰 지에 관계없이 항상 특정 값을 가지고 있습니다.


고력 수준과 같은 더 높은 센서 범위에서 측정을 수집하는 경우 풀 스케일 값과 관련된 오류는 중요하지 않습니다. 왜냐하면 높은 출력 신호에 비해 상대적으로 그 비율이 작기 때문입니다. 그러나 같은 힘 변환기로 작은 힘을 측정할 때에는 상황이 크게 달라집니다. 이러한 경우에 풀 스케일 값과 관련된 오류의 영향은 매우 커집니다. 값은 같지만 힘은 더 작아졌기에 상대 비율이 증가합니다.


선형성과 온도에 대한 영점 의존성 (TCzero)은 풀 스케일과 관련된 주요 오류 인자입니다. 이들 특성값의 모든 개선은 (주어진 정확도 요구사항의 가정하에서) 더 낮은 힘에서도 힘 변환기 이용을 가능하게 합니다. 풀 스케일 값과 관련된 오류는 힘 변환기가 허용할 수 있는 측정 범위를 결정합니다. 풀 스케일과 관련된 작은 오류는 부분 하중 전환의 측정 가능성을 넓혀줍니다.


실제 값과 관련된 오류는 항상 현재 측정된 힘에 관련하여 영향을 미칩니다. 작은 힘이 측정될 경우 이러한 오류의 영향더욱 작아지게 됩니다.

넓어진 고정밀 힘 변환기의 응용분야

S형 S2M 힘 변환기의 사용자들은 가장 높은 정확도의 혜택을 누립니다. 왜냐하면 선형성 오류, 상대 가역성 오류 및 온도 영향이 풀 스케일 값에 상대적으로 0.02% 미만이기 때문입니다. 이는 HBM이 안정적인 설계가 필요한 산업 이용 분야에서 선택된 제품과 표준 제품 모두 높은 정확도 표준을 추구하고 있음을 분명히 보여줍니다.


변환기가 공칭(정격) 힘의 5%에서 이용될 경우 이 힘에 상대적으로 선형성 및/또는 TCzero 에 의해 야기되는 오류는 겨우 0.4%입니다. 이러한 특성 덕택에 고정밀 변환기는 새로운 응용분야를 열고 있습니다. 또한, 고정밀 변환기를 이용하여 작은 힘 측정이 가능해집니다. 그 이유는,

  • 부분 하중 전환에서 측정 체인 구동은 과부하 허용을 늘리며 신뢰도를 개선합니다. 게다가 정확한 측정 결과를 보장합니다.
  • 영점에서 최소 온도 효과 덕택에 서로 다른 측정 작업에서 동일한 힘 변환기 이용이 가능합니다. 동적 특성에서도 걱정하지 않고 더 높은 공칭 (정격) 힘을 적용할 수 있습니다. 예: 더 높은 진동폭 도는 강도가 요구되는 경우 매우 큰 경제적 이득을 얻을 수 있습니다. 이들 기계적 파라미터는 공칭 (정격) 힘에 의존적입니다. 더 높은 공칭 (정격) 힘을 가진 힘 변환기는 더 높은 강도를 가지고 있으므로 더 높은 공명 주파수를 가지고 있습니다. 더 큰 모델을 이용하는 경우 상대 진동 스트레스는 감소합니다.
SensitivityConventional force transducerS2M [%]
Hysteresis0.10.02
Linearity0.050.02
TCzero0.050.02
TCS0.050.02
Creep0.050.02

표 1: 측정 불확실성에 주로 영향을 미치는 인자들의 비교

Force to be measured Measurement uncertainty of conventional force transducers with 500 N nominal (rated) force S2M/500 N measurement uncertainty
150 N0.62 N = 0.41 %0.18 N = 0.12 %
20 N0.61 N = 3 %0.18 N = 0.9 %
5 N0.77 N = 12 %0.17 N = 3.4 %

표 2: 일반적인 변환기와 비교할 때 실제 값에 관련된 S2M힘 변환기의 총 오류의 계산. (온도 범위: 23 … 45 °C, 값은 측정 힘에 대한 상대 비율 %로 나타냄)

높은 정밀도에 의한 효율적인 생산

S2M과 같은 정밀한 힘 변환기는 그림 1과 같이 응용분야의 확장과 제조 공정의 효율성에 긍정적인 영향을 미칩니다.


품질 관리 목적으로 측정되는 힘X축에 나타나 있습니다. 제조된 부품의 수는 Y축에 나타나 있습니다.


생산된 부품의 산포는 가우시안 종 곡선법에 따라 분포되어 있습니다. 녹색 선은 허용가능한 오차를 나타내며 도표에 나타나 있습니다. 그리고 힘 측정 체인의 측정 불확실도는 붉은색으로 표시된 왼쪽과 오른쪽 한계에서 볼 수 있습니다.


변환기의 측정 정확도는 공정의 평가를 가능하게 합니다. 좋은/나쁜 평가를 만들기 위해서 측정 정확도보다 낮은 설정 범위 내에 요소들이 위치하면 OK 평가를 내릴 수도 있습니다. 이러한 것들은 파란 점선으로 나타나 있습니다.


용인할 수 있는 부품의 수가 측정 정확도의 상승에 따라 늘어나는 것은 당연합니다. 즉 다시 말하자면, 탈락하는 부품의 수 또한 측정 체인의 측정 정확도에 의존적이라는 것입니다.

그림 1 높은/낮은 정확도를 가진 힘 측정 시스템으로 생산 공정 모니터링

S2M 힘 변환기

  • 정적/동적 인장력 및 압축력 측정
  • 고정밀
  • 안정적이며 신뢰적임
  • 보호 등급
  • 효율적이며 비용 절감적
  • 힘 측정 범위: 0…10 N 부터 0…1000 N까지

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