interface 201 células de carga

Informações do produto

Especificações

• Modelo: Guia de células de carga 201
• Fabricante: Interface, Inc.
• Volume de Excitaçãotage: 10 VCC
• Circuito de Ponte: ponte completa
• Resistência das pernas: 350 ohms (exceto modelos das séries 1500 e 1923 com pernas de 700 ohms)

Instruções de uso do produto

Volume de Excitaçãotage
As células de carga de interface vêm com um circuito de ponte completo. A excitação preferida voltage é 10 VCC, garantindo a correspondência mais próxima da calibração original realizada na Interface.

Instalação

1. Certifique-se de que a célula de carga esteja montada corretamente em uma superfície estável para evitar vibrações ou perturbações durante as medições.
2. Conecte os cabos das células de carga com segurança às interfaces designadas seguindo as orientações fornecidas.

Calibração

1. Antes de usar a célula de carga, calibre-a de acordo com as instruções do fabricante para garantir medições precisas.
2. Execute verificações regulares de calibração para manter a precisão da medição ao longo do tempo.

Manutenção

1. Mantenha a célula de carga limpa e livre de detritos que possam afetar seu desempenho.
2. Inspecione a célula de carga regularmente quanto a sinais de desgaste ou danos e substitua-a se necessário.

Perguntas Frequentes (FAQ)

• P: O que devo fazer se as leituras das minhas células de carga forem inconsistentes?
  R: Verifique se há conexões soltas ou montagem inadequada na instalação que possam afetar as leituras. Recalibre a célula de carga, se necessário.
• P: Posso usar a célula de carga para medições de força dinâmica?
  R: As especificações da célula de carga devem indicar se ela é adequada para medições de força dinâmica. Consulte o manual do usuário ou entre em contato com o fabricante para obter orientações específicas.
• P: Como posso saber se minha célula de carga precisa ser substituída?
  R: Se você notar desvios significativos nas medições, comportamento errático ou danos físicos à célula de carga, talvez seja hora de considerar substituí-la. Entre em contato com o fabricante para obter mais assistência.

Introdução

Introdução ao Guia de Células de Carga 201
Bem-vindo ao Guia de Células de Carga 201 da Interface: Procedimentos Gerais para o Uso de Células de Carga, um extrato essencial do popular Guia de Campo de Células de Carga da Interface.
Este recurso de referência rápida investiga os aspectos práticos da configuração e uso de células de carga, permitindo que você extraia as medições de força mais precisas e confiáveis ​​do seu equipamento.
Quer você seja um engenheiro experiente ou um novato curioso no mundo da medição de força, este guia fornece informações técnicas valiosas e instruções práticas para navegar pelos processos, desde a seleção da célula de carga correta até a garantia de desempenho e longevidade ideais.
Neste breve guia, você descobrirá informações processuais gerais sobre o uso das soluções de medição de força da Interface, especificamente nossas células de carga de precisão.
Obtenha uma compreensão sólida dos conceitos subjacentes à operação de células de carga, incluindo volume de excitaçãotage, sinais de saída e precisão de medição. Domine a arte da instalação adequada de células de carga com instruções detalhadas sobre montagem física, conexão de cabos e integração de sistemas. Iremos guiá-lo através das complexidades dos fins “mortos” e “vivos”, diferentes tipos de células e procedimentos específicos de montagem, garantindo uma configuração segura e estável.
O Guia Interface Load Cells 201 é outra referência técnica para ajudá-lo a dominar a arte da medição de força. Com suas explicações claras, procedimentos práticos e dicas esclarecedoras, você estará no caminho certo para adquirir dados precisos e confiáveis, otimizar seus processos e alcançar resultados excepcionais em qualquer aplicação de medição de força.
Lembre-se de que a medição precisa da força é fundamental para inúmeras indústrias e empreendimentos. Incentivamos você a explorar as seções a seguir para se aprofundar em aspectos específicos do uso de células de carga e liberar o poder da medição precisa de força. Se você tiver dúvidas sobre qualquer um desses tópicos, precisar de ajuda para selecionar o sensor certo ou quiser explorar uma aplicação específica, entre em contato com os engenheiros de aplicação da Interface.
Sua equipe de interface

PROCEDIMENTOS GERAIS PARA USO DE CÉLULAS DE CARGA

Volume de Excitaçãotage

Todas as células de carga de interface contêm um circuito de ponte completo, que é mostrado de forma simplificada na Figura 1. Cada perna geralmente tem 350 ohms, exceto os modelos das séries 1500 e 1923, que têm pernas de 700 ohms.
A excitação preferida voltage é 10 VDC, o que garante ao usuário a correspondência mais próxima da calibração original realizada na Interface. Isso ocorre porque o fator de medição (sensibilidade dos medidores) é afetado pela temperatura. Como a dissipação de calor nos medidores é acoplada à flexão através de uma fina linha de cola epóxi, os medidores são mantidos a uma temperatura muito próxima da temperatura ambiente de flexão. Entretanto, quanto maior a dissipação de potência nos medidores, mais distante a temperatura do medidor se afasta da temperatura de flexão. Referindo-se à Figura 2, observe que uma ponte de 350 ohms dissipa 286 mw a 10 VCC. Dobrando o volumetage para 20 VDC quadruplica a dissipação para 1143 mw, o que é uma grande quantidade de potência nos medidores pequenos e, portanto, causa um aumento substancial no gradiente de temperatura dos medidores até a flexão. Por outro lado, reduzir pela metade o volumetage para 5 VCC reduz a dissipação para 71 mw, o que não é significativamente inferior a 286 mw. Operando um Low Profile célula a 20 VCC diminuiria sua sensibilidade em cerca de 0.07% a partir da calibração da Interface, enquanto operá-la em 5 VCC aumentaria sua sensibilidade em menos de 0.02%. Operar uma célula a 5 ou mesmo 2.5 VCC para conservar energia em equipamentos portáteis é uma prática muito comum.

Certos registradores de dados portáteis ligam eletricamente a excitação por uma proporção muito baixa do tempo para conservar ainda mais energia. Se o ciclo de trabalho (porcentagemtage do tempo “ligado”) é de apenas 5%, com excitação de 5 VCC, o efeito de aquecimento é de minúsculos 3.6 mw, o que pode causar um aumento na sensibilidade de até 0.023% da calibração da Interface. Os usuários que possuem componentes eletrônicos que fornecem apenas excitação CA devem configurá-la para 10 VRMS, o que causaria a mesma dissipação de calor nos medidores da ponte que 10 VCC. Variação no volume de excitaçãotage também pode causar uma pequena mudança no equilíbrio zero e na fluência. Este efeito é mais perceptível quando o vol de excitaçãotage é ativado pela primeira vez. A solução óbvia para este efeito é permitir que a célula de carga se estabilize, operando-a com excitação de 10 VCC durante o tempo necessário para que as temperaturas manométricas atinjam o equilíbrio. Para calibrações críticas, isso pode levar até 30 minutos. Desde a excitação voltage geralmente é bem regulado para reduzir erros de medição, os efeitos do volume de excitaçãotagA variação normalmente não é vista pelos usuários, exceto quando o volumetage é aplicado primeiro à célula.

Sensoriamento Remoto de Excitação Voltage

Muitas aplicações podem fazer uso da conexão de quatro fios mostrada na Figura 3. O condicionador de sinal gera um volume de excitação reguladotage, Vx, que geralmente é 10 VCC. Os dois fios que transportam o vol de excitaçãotage à célula de carga têm, cada um, uma resistência de linha, Rw. Se o cabo de conexão for curto o suficiente, a queda no volume de excitaçãotage nas linhas, causado pela corrente que flui através de Rw, não será um problema. A Figura 4 mostra a solução para o problema de queda de linha. Trazendo dois fios extras de volta da célula de carga, podemos conectar o voltage diretamente nos terminais da célula de carga até os circuitos de detecção no condicionador de sinal. Assim, o circuito regulador pode manter o volume de excitaçãotage na célula de carga precisamente a 10 VCC sob todas as condições. Este circuito de seis fios não apenas corrige a queda nos fios, mas também corrige as mudanças na resistência dos fios devido à temperatura. A Figura 5 mostra a magnitude dos erros gerados pela utilização do cabo de quatro fios, para três tamanhos comuns de cabos.
O gráfico pode ser interpolado para outros tamanhos de fio, observando que cada passo de aumento no tamanho do fio aumenta a resistência (e, portanto, a queda de linha) por um fator de 1.26 vezes. O gráfico também pode ser usado para calcular o erro para diferentes comprimentos de cabo, calculando a proporção do comprimento para 100 pés e multiplicando essa proporção pelo valor do gráfico. A faixa de temperatura do gráfico pode parecer mais ampla do que o necessário, e isso é verdade para a maioria das aplicações. No entanto, considere um cabo #28AWG que passa principalmente do lado de fora para uma estação de pesagem no inverno, a 20 graus F. Quando o sol brilha sobre o cabo no verão, a temperatura do cabo pode subir para mais de 140 graus F. O erro aumentaria de – 3.2% do RDG para –4.2% do RDG, uma mudança de –1.0% do RDG.
Se a carga no cabo aumentar de uma célula de carga para quatro células de carga, as quedas serão quatro vezes piores. Assim, por exampOu seja, um cabo #100AWG de 22 pés teria um erro a 80 graus F de (4 x 0.938) = 3.752% RDG.
Esses erros são tão substanciais que a prática padrão para todas as instalações de células múltiplas é usar um condicionador de sinal com capacidade de detecção remota e usar um cabo de seis fios até a caixa de junção que interconecta as quatro células. Tendo em mente que uma grande balança de caminhões pode ter até 16 células de carga, é fundamental abordar a questão da resistência dos cabos em cada instalação.
Regras simples e fáceis de lembrar:

1. A resistência de 100 pés de cabo #22AWG (ambos os fios no circuito) é de 3.24 ohms a 70 graus F.
2. Cada três etapas no tamanho do fio dobra a resistência, ou uma etapa aumenta a resistência por um fator de 1.26 vezes.
3. O coeficiente de resistência de temperatura do fio de cobre recozido é de 23% por 100 graus F.

A partir dessas constantes é possível calcular a resistência do circuito para qualquer combinação de tamanho do fio, comprimento do cabo e temperatura.

Montagem Física: Fim “Morto” e “Live”

Embora uma célula de carga funcione independentemente de como esteja orientada e se for operada no modo de tensão ou no modo de compressão, a montagem adequada da célula é muito importante para garantir que a célula fornecerá as leituras mais estáveis ​​de que é capaz.

Todas as células de carga têm uma extremidade “sem saída” Live End e uma extremidade “live”. O beco sem saída é definido como a extremidade de montagem que está diretamente conectada ao cabo ou conector de saída por metal sólido, conforme mostrado pela seta grossa na Figura 6. Por outro lado, a extremidade viva é separada do cabo ou conector de saída pela área de medição da flexão.

Este conceito é significativo porque a montagem de uma célula em sua extremidade ativa a torna sujeita a forças introduzidas pelo movimento ou tração do cabo, enquanto a montagem na extremidade morta garante que as forças que entram através do cabo sejam desviadas para a montagem em vez de serem medido pela célula de carga. Geralmente, a placa de identificação da interface é lida corretamente quando a célula está parada em uma superfície horizontal. Portanto, o usuário pode usar as letras da placa de identificação para especificar a orientação necessária de forma muito explícita para a equipe de instalação. Como um exampPor exemplo, para uma instalação de célula única segurando um vaso tensionado a partir de uma viga do teto, o usuário especificaria a montagem da célula de forma que a placa de identificação fique de cabeça para baixo. Para uma célula montada em um cilindro hidráulico, a placa de identificação leria corretamente quando viewed da extremidade do cilindro hidráulico.

OBSERVAÇÃO: Certos clientes da Interface especificaram que sua placa de identificação fosse orientada de cabeça para baixo, como é prática normal. Tenha cuidado na instalação do cliente até ter certeza de que conhece a situação de orientação da placa de identificação.

Procedimentos de montagem para células de feixe

As células de feixe são montadas por meio de parafusos de máquina ou pernos através de dois furos não roscados no final da flexão. Se possível, uma arruela plana deve ser usada sob a cabeça do parafuso para evitar marcas na superfície da célula de carga. Todos os parafusos devem ser de Grau 5 até tamanho #8 e Grau 8 para 1/4” ou maiores. Como todos os torques e forças são aplicados no final da célula, há pouco risco de que a célula seja danificada pelo processo de montagem. No entanto, evite a soldagem por arco elétrico quando a célula estiver instalada e evite deixar cair a célula ou bater na extremidade energizada da célula. Para montar as células:

• As células da série MB usam parafusos de máquina 8-32, com torque de 30 polegadas-libras
• As células da série SSB também usam parafusos de máquina de 8 a 32 com capacidade de 250 lbf
• Para o SSB-500 use parafusos de 1/4 – 28 e torque de 60 polegadas-libras (5 ft-lb)
• Para o SSB-1000 use parafusos de 3/8 – 24 e torque de 240 polegadas-libras (20 ft-lb)

Procedimentos de montagem para outras minicélulas

Em contraste com o procedimento de montagem bastante simples para células de feixe, as outras Mini Células (séries SM, SSM, SMT, SPI e SML) apresentam o risco de danos ao aplicar qualquer torque da extremidade viva até a extremidade morta, através do calibrado área. Lembre-se de que a placa de identificação cobre a área calibrada, de modo que a célula de carga parece uma peça sólida de metal. Por esse motivo, é fundamental que os instaladores sejam treinados na construção de Minicélulas para que entendam o que a aplicação de torque pode fazer na área de medição fina no centro, abaixo da placa de identificação.
Sempre que o torque precisar ser aplicado à célula, para montar a própria célula ou para instalar um acessório na célula, a extremidade afetada deve ser segurada por uma chave de boca ou uma chave Crescent para que o torque na célula possa ser reagiu na mesma extremidade onde o torque está sendo aplicado. Geralmente é uma boa prática instalar primeiro os acessórios, usando uma morsa de bancada para segurar a extremidade viva da célula de carga e, em seguida, montar a célula de carga em sua extremidade morta. Esta sequência minimiza a possibilidade de que o torque seja aplicado através da célula de carga.

Como as Minicélulas possuem furos roscados fêmeas em ambas as extremidades para fixação, todas as hastes ou parafusos roscados devem ser inseridos com pelo menos um diâmetro no furo roscado,
para garantir um forte apego. Além disso, todos os acessórios roscados devem ser firmemente travados no lugar com uma contraporca ou apertados até um ressalto, para garantir um contato firme da rosca. O contato solto da rosca acabará por causar desgaste nas roscas da célula de carga, fazendo com que a célula não atenda às especificações após uso prolongado.

A haste roscada usada para conectar células de carga Mini-Series com capacidade superior a 500 lbf deve ser tratada termicamente até Grau 5 ou melhor. Uma boa maneira de obter haste roscada endurecida com roscas laminadas Classe 3 é usar parafusos de fixação Allen, que podem ser obtidos em qualquer um dos grandes armazéns de catálogo, como McMaster-Carr ou Grainger.
Para resultados consistentes, ferragens como rolamentos de extremidade de rótula e manilhas podem
ser instalado na fábrica especificando o hardware exato, a orientação de rotação e o espaçamento furo a furo no pedido de compra. A fábrica tem sempre o prazer de citar as dimensões recomendadas e possíveis para as ferragens anexadas.

Procedimentos de montagem para Low Profile Células com bases

Quando um Low Profile a célula é adquirida na fábrica com a base instalada, os parafusos de montagem ao redor da periferia da célula foram devidamente apertados e a célula foi calibrada com a base no lugar. O degrau circular na superfície inferior da base é projetado para direcionar as forças adequadamente através da base e para dentro da célula de carga. A base deve ser aparafusada com segurança a uma superfície plana e dura.

Se a base for montada na rosca macho de um cilindro hidráulico, a base poderá ser impedida de girar usando uma chave inglesa. Existem quatro furos de chave ao redor da periferia da base para essa finalidade.
No que diz respeito à ligação às roscas do hub, existem três requisitos que garantirão a obtenção dos melhores resultados.

1. A parte da haste roscada que engata nas roscas do cubo da célula de carga deve ter roscas Classe 3, para fornecer forças de contato rosca-a-rosca mais consistentes.
2. A haste deve ser parafusada no cubo até o bujão inferior e, em seguida, recuada uma volta, para reproduzir o engate da rosca usado durante a calibração original.
3. As roscas devem ser firmemente engatadas com o uso de uma contraporca. A maneira mais fácil de conseguir isso é puxar a tensão de 130 para
   140 por cento da capacidade da célula e, em seguida, ajuste levemente a contraporca. Quando a tensão for liberada, as linhas estarão devidamente engatadas. Este método proporciona um engate mais consistente do que tentar prender as roscas apertando a contraporca sem tensão na haste.

Caso o cliente não tenha facilidades para puxar tensão suficiente para ajustar as roscas do cubo, um Adaptador de Calibração também pode ser instalado em qualquer Low Profile célula na fábrica. Esta configuração produzirá os melhores resultados possíveis e proporcionará uma conexão de rosca macho que não é tão crítica quanto ao método de conexão.

Além disso, a extremidade do adaptador de calibração é formada em um raio esférico que também permite que a célula de carga seja usada como uma célula de compressão reta básica. Esta configuração para o modo de compressão é mais linear e repetível do que o uso de um botão de carga em uma célula universal, porque o adaptador de calibração pode ser instalado sob tensão e preso adequadamente para um engate mais consistente da linha na célula.

Procedimentos de montagem para Low Profile Células sem bases

A montagem de um Low Profile a célula deve reproduzir a montagem que foi usada durante a calibração. Portanto, quando for necessário montar uma célula de carga em uma superfície fornecida pelo cliente, os cinco critérios a seguir deverão ser rigorosamente observados.

1. A superfície de montagem deve ser de um material com o mesmo coeficiente de expansão térmica da célula de carga e de dureza semelhante. Para células com capacidade de até 2000 lbf, use alumínio 2024. Para todas as células maiores, use aço 4041, endurecido em Rc 33 a 37.
2. A espessura deve ser pelo menos tão espessa quanto a base de fábrica normalmente usada com a célula de carga. Isto não significa que a célula não funcionará com uma montagem mais fina, mas a célula pode não atender às especificações de linearidade, repetibilidade ou histerese em uma placa de montagem fina.
3. A superfície deve ser retificada até um nivelamento de 0.0002” TIR. Se a placa for tratada termicamente após o lixamento, sempre vale a pena dar à superfície mais um lixamento leve para garantir o nivelamento.
4. Os parafusos de montagem devem ser de grau 8. Se não puderem ser obtidos localmente, poderão ser encomendados na fábrica. Para células com furos de montagem rebaixados, use parafusos de cabeça cilíndrica. Para todas as outras células, use parafusos sextavados. Não use arruelas sob as cabeças dos parafusos.
5. Primeiro, aperte os parafusos com 60% do torque especificado; em seguida, torque para 90%; finalmente, termine em 100%. Os parafusos de montagem devem ser apertados em sequência, conforme mostrado nas Figuras 11, 12 e 13. Para células com 4 furos de montagem, use o padrão para os primeiros 4 furos no padrão de 8 furos.

Torques de montagem para luminárias em Low Profile Células

Os valores de torque para montagem de acessórios nas extremidades ativas do Low Profile células de carga não são iguais aos valores padrão encontrados nas tabelas para os materiais envolvidos. A razão para esta diferença é que o radial fino webs são os únicos membros estruturais que impedem o cubo central de girar em relação à periferia da célula. A maneira mais segura de obter um contato firme rosca a rosca sem danificar a célula é aplicar uma carga de tração de 130 a 140% da capacidade da célula de carga, ajustar a contraporca firmemente aplicando um leve torque na contraporca e em seguida, libere a carga.

Torques nos hubs do LowProfile® as células devem ser limitadas pela seguinte equação:

Por exemploample, o centro de um LowPro de 1000 lbffileA célula ® não deve ser submetida a mais de 400 lb-in de torque.

CUIDADO: A aplicação de torque excessivo pode romper a ligação entre a borda do diafragma de vedação e a flexão. Também poderia causar distorção permanente do radial webs, o que pode afetar a calibração, mas pode não aparecer como uma mudança no equilíbrio zero da célula de carga.

Interface® é líder mundial confiável em soluções de medição de força®. Lideramos ao projetar, fabricar e garantir células de carga, transdutores de torque, sensores multieixos e instrumentação relacionada de mais alto desempenho disponíveis. Nossos engenheiros de classe mundial fornecem soluções para os setores aeroespacial, automotivo, de energia, médico e de teste e medição, de gramas a milhões de libras, em centenas de configurações. Somos o principal fornecedor de empresas Fortune 100 em todo o mundo, incluindo; Boeing, Airbus, NASA, Ford, GM, Johnson & Johnson, NIST e milhares de laboratórios de medição. Nossos laboratórios de calibração internos suportam vários padrões de teste: ASTM E74, ISO-376, MIL-STD, EN10002-3, ISO-17025 e outros.

Você pode encontrar mais informações técnicas sobre células de carga e a oferta de produtos da Interface® em www.interfaceforce.comou ligando para um de nossos engenheiros de aplicações especializados pelo telefone 480.948.5555.

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Documentos / Recursos

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Referências

• Manual do usuário