Aplicação de força com sensores de força compressiva

Os recursos técnicos e a vida útil do transdutor de força não são determinados apenas pelo próprio transdutor de força, mas também por seu projeto e pelo design de suas peças de aplicação de força. Os elementos estruturais aos quais os sensores de força estão conectados devem atender a requisitos técnicos específicos. Informações detalhadas sobre este tópico são fornecidas nos manuais de operação.

As peças de aplicação de carga devem atender às seguintes condições para permitir que os usuários aproveitem ao máximo a precisão e a vida útil dos sensores:

  • Um requisito importante é que as peças de aplicação de força tenham uma dureza suficiente (40 HRC) para minimizar o desgaste.
  • As partes de aplicação de força devem ter uma superfície polida (Ra = 0,8 µm).
  • As peças de aplicação de carga não devem ser gravemente deformadas pelo efeito da carga.
  • As peças de aplicação de carga devem garantir que a força seja aplicada central e uniformemente ao sensor.

Ponto de Aplicação de Carregamento Convexo

Muitos sensores de força de compressão possuem um ponto de aplicação de carga abaulado em seu lado superior, o que garante a centralização automática, ou seja, a aplicação de força central. Para conseguir isso, o ponto mais alto da peça de aplicação de carga é posicionado exatamente no centro do sensor.

Estresse mecânico muito alto (tensão de contato hertziano) é criado neste ponto, especialmente com transdutores de força para forças muito grandes; o projetista de sensores pode influenciá-los escolhendo um raio de peça de aplicação de força que favoreça uma alta precisão.

É essencial ter em mente estas tensões ao dimensionar a contraparte, pois há um risco real de a contraparte ser deformada. Portanto, as chamadas peças de empuxo são oferecidas para todos os transdutores de força de compressão, bem como para alguns transdutores para força de tração e compressão; eles atendem aos requisitos acima e evitam danos ao elemento estrutural conectado.

Recursos especiais de sensores de força com furo interno e barras de compressão

Sensores de força com um diâmetro interno e barras de compressão como o C6B da HBM oferecem inúmeras vantagens:

  • Uma rigidez muito alta e uma alta frequência fundamental - a escolha ideal para tarefas de medição dinâmica
  • Um design robusto que garante imunidade a influências corrosivas, bem como vibração ou choque
  • Uma solução econômica
  • Disponibilidade para capacidades extremamente altas (produtos HBM até 10 MN)

Como estes tipos de transdutor de força de compressão não têm peças de aplicação de carga convexa, a conexão mecânica é fácil.

Aplicação de força uniforme

A alta rigidez e a ausência de uma peça de aplicação de força central requerem cuidados razoáveis para garantir a montagem adequada do sensor. Os strain gauges que convertem a força aplicada em uma mudança mensurável na resistência são instalados em quatro pontos diferentes sobre a circunferência do transdutor. A força deve ser aplicada uniformemente à circunferência para obter bons resultados e ser convertida em tensão tão uniformemente quanto possível. Desnivelamento e inclinação não são compensados por esses sensores porque eles têm deslocamentos muito pequenos.

Design compacto versus design longo

Uma maneira fácil de garantir uma distribuição uniforme das tensões mecânicas é construir sensores o mais longos possível, o que garante que a distribuição de deformação na circunferência esteja se tornando cada vez mais favorável. No entanto, isso vai contra pedidos de clientes expressos com frequência para um design compacto e baixo peso. Esta abordagem é aceitável em relação aos transdutores de força de referência de alta precisão, e estes sensores são projetados de acordo.

A HBM oferece conexões de carga para o transdutor de força de compressão C6B que atendem ao requisito mencionado acima, ou seja, garantem uma distribuição de tensão mecânica uniforme. Em geral, sensores de força compactos com um furo interno e barras de compressão são, no entanto, um pouco mais propensos a serem afetados pelas condições de montagem. Portanto, são fornecidas peças de aplicação de carga que podem ser solicitadas juntamente com o C6B para resolver este problema. O recurso especial: O sensor e as peças de aplicação de carga que serão usadas na aplicação serão calibrados juntos. As peças são marcadas de acordo com a HBM para garantir que seja sempre apenas a combinação calibrada pela HBM que é usada para fazer uma medição. Ambas as tampas esféricas (veja a figura abaixo) e botões de carga podem ser usados, o que, por sua vez, assegura uma aplicação de carga convexa; peças de empuxo correspondentes estão disponíveis.

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