Przejdź do zawartości strony

Głowica pomiaru siły / Ogniwo obciążnikowe

Download
Zakres siły
  • 5 N - 2.500 kN (quasi-statycznie)
  • 1 kN - 1.000 kN (dynamicznie)
Rodzaj badania
  • Badanie na rozciąganie
  • Próba zginania
  • Próba ściskania
  • Badanie zmęczeniowe
  • Mechanika pękania
Klasa dokładności
  • ISO 7500-1
  • ASTM E4

Głowica pomiaru siły w porównaniu Wyzwania Zalety & Funkcje Charakterystyka dokładności opcjonalne oprzyrządowanie

W badaniu wytrzymałości materiałów Głowica pomiaru siły (zwana także Ogniwem obciążnikowym ) służy do charakteryzowania właściwości mechanicznych materiału poprzez pomiar siły wymaganej do odkształcenia lub zniszczenia materiału. Głowica pomiaru siły przekształca fizyczną wielkość siły w mierzalne elektrycznie napięcie. Głowice pomiaru siły można stosować do prób rozciągania, ściskania, zginania i skręcania, a także badań cyklicznych.

Ze względu na często ekstremalne i różnorodne wymagania w zakresie badań materiałów, sercem systemu badawczego jest głowica pomiaru siły. Jego charakter stanowi warunek wstępny uzyskania wiarygodnych i możliwych do interpretacji wyników badań. Aby zapewnić optymalną integrację tego podstawowego elementu z systemem badawczym, firma ZwickRoell opracowała i wyprodukowała własną, opatentowaną serię głowic pomiaru siły Xforce , która spełnia najwyższe wymagania w zakresie dokładności i wytrzymałości.

Porównanie głowic pomiaru siły
Xforce Precision P High Precision HP High Precision HP+ 1 K K+ 1 High Capacity Dynamic 2
Wielkość siły nominalnej
Fnom
5 N do 150 kN 5 N do 10 kN 5 N do 10 kN 10 kN do 250 kN 10 kN do 250 kN 330 kN do 2500 kN 1 kN do 1000 kN
Klasa dokładności 1 od x% Fnom 0,4% 0,2% 0,1% 0,2% 0,1% od 0,2% Fnom od 0,4% Fnom
Klasa dokładności 0,5 2% 1% 0,1% 1% 0,1% od 1% Fnom od 1% Fnom
Zakres stosowania quasi-statyczne quasi-statyczne quasi-statyczne quasi-statyczne quasi-statyczne quasi-statyczne quasi-statyczne i badania zmęczeniowe


1 Głowica pomiaru siły Plus posiadają rozszerzony zakres pomiarowy, w którym obowiązuje kalibracja.
2 Głowica pomiaru siły Xforce Dynamic wyposażona jest w zintegrowany czujnik przyspieszenia (od 5 kN).

Wyzwania dla głowicy pomiaru siły

Granice siły osiowej
Siły poprzeczne
Temperatura
Moment zginający
Moment skręcający

Granice siły osiowej

Granice siły osiowej są granicami i zakresami siły w kierunku osi pomiarowej głowicy pomiaru siły. Zbyt duża siła w kierunku osi pomiarowej głowicy pomiaru siły może prowadzić do ograniczenia dokładności pomiaru i trwałego odkształcenia głowicy pomiaru siły.

Głowica pomiaru siły Xforce może wytrzymać 300% siły nominalnej bez uszkodzenia mechanicznego i do 150% bez przesunięcia zera. Dzięki unikalnemu systemowi elektronicznej identyfikacji w głowicy pomiaru siły, nasze oprogramowanie badawcze testXpert automatycznie identyfikuje głowice pomiaru siły i jego właściwości oraz ustala odpowiednie granice siły i przemieszczenia dla badania.

Siły poprzeczne

Siły poprzeczne to siły zewnętrzne, działające na powierzchnię mocującą tensometru prostopadle do osi badania. Siły te mogą negatywnie wpłynąć na wyniki badania.

Głowice pomiaru siły Xforce (HP i K) zostały zaprojektowane i zbudowane do badań, w których mogą wystąpić siły poprzeczne. Siła poprzeczna wynosząca 10% siły nominalnej powoduje odchyłkę jedynie ±0,02% wartości pomiarowej.

Temperatura

Wahania temperatury na głowicy pomiaru siły mogą powodować odkształcenia i wpływać na wynik pomiaru.

Zwłaszcza głowice pomiaru siły Xforce HP i K posiadają zintegrowaną funkcję kompensacji temperatury.

Moment zginający

Momenty zginające powstają, gdy siła poprzeczna jest przykładana z przesunięciem za pomocą dźwigni lub gdy siła osiowa jest przykładana z przesunięciem ze względu na mimośrodowość.

Ogniwa obciążnikowe siły Xforce zostały zaprojektowane tak, aby redukować momenty zginające do minimum. Elementy odkształcalne charakteryzują się dużą sztywnością zginania, gdy na siebie nakładają się siły poprzeczne, momenty zginające lub momenty skręcające.

Moment skręcający

Jeśli siła poprzeczna nie działa bezpośrednio na oś pomiaru, powstaje moment skręcający. Momenty skręcające wynikają z konfiguracji badawczej lub próbki, np. podczas badania na ściskanie sprężyn.

W przypadku głowic pomiaru siły Xforce moment skręcający odpowiada 0,2% (P i HP) lub 0,005% (K) siły nominalnej na mm na każdy mm przemieszczenia równoległego.

Film o głowicy pomiaru siły Xforce

Solidna i bardzo precyzyjna. Nie wierz nam na słowo, przekonaj się sam!

Jak funkcjonuje głowica pomiaru siły?

Najpopularniejszą przemysłową Głowicą pomiaru siły jest tensometr (DMS). Działa to za pomocą mechanicznego elementu odkształcalnego, do którego przymocowane są tensometry w postaci mostka pomiarowego.

Po przyłożeniu siły do ogniwa obciążnikowego element mechaniczny, do którego przymocowany jest tensometr, ulega odkształceniu sprężystemu. Odkształcenie w postaci mechanicznego wydłużenia i ściskania powoduje wydłużenie lub ściskanie tensometru. Ta związana z wydłużeniem (a zatem zależna od siły) zmiana rezystancji jest przekształcana na sygnał pomiarowy i przetwarzana przez elektronikę pomiarową.

Ściskająca głowica pomiaru siły mierzy siły ściskające i jest zwykle instalowana pod stanowiskiem badawczym. Rozciągająca głowica pomiaru siły mierzy siły rozciągające.

Dokładność głowicy pomiaru siły

Dokładność głowicy pomiaru siły określa się na podstawie błędu pomiarowego. Im mniejszy błąd pomiarowy, tym dokładniejsza jest głowica pomiaru siły. Najbardziej powszechną specyfikacją dokładności jest liniowość (lub nieliniowość).

Liniowość (ewent. nieliniowość)
Histereza
Powtarzalność
Zakres zmian temperatury i punkt zerowy
Graficzne przedstawienie wyjaśniające liniowość głowicy pomiaru siły

Liniowość (ewent. nieliniowość)

1 Moc 2 Obciążenie 3 Zerowanie 4 Moc nominalna 5 Nieliniowość 6 Histereza

Liniowość to zależność matematyczna reprezentowana przez linię prostą. W przypadku głowicy pomiaru siły jest to zależność pomiędzy przyłożoną siłą a wynikiem czujnika. Dokładność głowicy pomiaru siły podawana jest zwykle w postaci ±x% wyświetlanej wartości.

Przykład: 1000N Xforce HP+ jest kalibrowana w klasie 0,5. Dokładność wynosi ±0,5% wyświetlanej wartości głowicy pomiaru siły od 1N do 1000N. 1N może zostać zmierzony z dokładnością ±0,005N.

Histereza

Histereza to maksymalna różnica między dwoma wynikami wartości pomiarowej głowicy pomiaru siły dla tego samego przyłożonego obciążenia, przy czym jedna wartość pomiarowa jest określana poprzez zwiększenie obciążenia od zera, a druga poprzez zmniejszenie obciążenia w stosunku do maksymalnego obciążenia znamionowego ogniwa obciążnikowego.

Powtarzalność

Maksymalna różnica między odczytami wartości pomiarowej głowicy pomiaru siły dla powtarzalnych zastosowań obciążenia przy tym samym obciążeniu i warunkach środowiskowych.

Zakres zmian temperatury i punkt zerowy

Zmiana mocy lub punktu zerowego na skutek zmiany temperatury głowicy pomiaru siły.

Dowiedz się więcej o tym, jak nasze głowice pomiaru siły mogą pomóc w rozwiązaniu Twoich zadań badawczych.

Skontaktuj się z naszymi ekspertami – chętnie odpowiemy na Twoje pytania.

Zapraszamy do kontaktu

Opcjonalne oprzyrządowanie do głowicy pomiaru siły

Urządzenie Daily Check

Urządzenie Daily Check służy do regularnego sprawdzenia głowic pomiaru siły do 500 N z wartościami referencyjnymi, które zostały zmierzone po rekalibracji/adjustacji. Urządzenie składa się z dwóch standardów porównawczych (Master/Slave).

  • Korzystanie z urządzeń i oprogramowania na dowolnej liczbie maszyn poprzez łatwą instalację i demontaż.
  • Wykrywanie błędów systematycznych w kierunkach ściskania i rozciągania w głowicy pomiaru siły.
  • Pewne wyniki badawcze: Sprawdzanie pomiędzy regularnymi kalibracjami gwarantuje, że w głowicy pomiaru siły nie występuje błąd systematyczny.
  • Wyniki codziennej kontroli są dokumentowane w protokole testXpert.
  • Rozszerzone śledzenie: Wszystkie badania krytyczne dla bezpieczeństwa mają specjalne wymagania, dotyczące rozszerzonego śledzenia i dokumentacji. Dzięki oprogramowaniu badawczemu ZwickRoell administrator może określić, co jest rejestrowane i dla jakich procesów i zdarzeń należy wprowadzić uzasadnienia.

System pomiaru siły Xforce z zabezpieczeniem przed przeciążeniem

Ogniwa obciążnikowe z zabezpieczeniem przed przeciążeniem są szczególnie przydatne, gdy

  • Badania zostają przeprowadzane z wyższą prędkością badawczą, ponieważ istnieje zagrożenie, że ustawione wartości graniczne siły nie zaczną obowiązywać wystarczająco szybko.
  • Badania odbywają się przy najmniejszych odległościach między narzędziami badawczymi lub przy krótkich drogach przemieszczenia; dlatego szczególnie nadają się do badania sprężyn i komponentów.

W badaniach w kierunku na ściskanie głowice pomiaru siły typ Xforce HP są chronione przez mechaniczne zabezpieczenie przed przeciążeniem i zintegrowane zabezpieczenie przed przeciążeniem:

  • W przypadku mechanicznego zabezpieczenia przed przeciążeniem mechaniczny ogranicznik blokuje przed osiągnięciem maksymalnej dopuszczalnej siły granicznej głowicy pomiaru siły. Zapobiega się uszkodzeniu głowicy pomiaru siły na skutek przeciążenia.
  • Zintegrowane zabezpieczenie przed przeciążeniem chroni całą konfigurację badawczą: Od progu siły wynoszącego 120+6/-4% Fnom powstająca siła jest przenoszona na kilka sprężyn. Oznacza to, że cała konfiguracja badawcza będzie nadal działać. Przekroczenie tego zakresu zapobiega wzrostowi siły w głowicy pomiaru siły, co mogłoby doprowadzić do przeciążenia lub nawet zniszczenia.

Przykłady maszyn wytrzymałościowych, w których wykorzystuje się głowice pomiaru siły

Downloads Głowice pomiaru siły

Nazwa Typ Wielkość Download
  • Informacja o produkcie: Głowica pomiaru siły Xforce K PDF 3 MB
  • Informacja o produkcie: Głowica pomiaru siły Xforce HP PDF 383 KB
  • Informacja o produkcie: Głowice pomiaru siły Xforce HP+ i Xforce K+ PDF 3 MB
  • Informacja o produkcie: Głowica pomiaru siły 330 kN -2 500 kN PDF 244 KB
  • Informacja o produkcie: Głowica pomiaru siły Xforce Dynamik PDF 314 KB
  • Informacja o produkcie: System pomiaru siły Xforce z zabezpieczeniem przed przeciążeniem PDF 389 KB
  • Daily Check PDF 750 KB

Często zadawane pytania (FAQ)

Czujnik głowicy pomiaru siły działa za pomocą mechanicznego elementu odkształcalnego, do którego przymocowane są tensometry w postaci mostka pomiarowego. W wyniku przyłożenia siły do ​​głowicy pomiaru siły element mechaniczny, do którego przymocowany jest tensometr, ulega odkształceniu sprężystemu. Odkształcenie w postaci mechanicznego wydłużenia i ściskania powoduje wydłużenie lub ściskanie tensometru. Ta związana z rozciąganiem (a tym samym proporcjonalna do siły) zmiana oporu jest przekształcana na sygnał pomiarowy i przetwarzana przez elektronikę pomiarową.

Głowica pomiaru siły przekształca siły wywołane rozciąganiem, ściskaniem, zginaniem lub skręcaniem na sygnał elektryczny, który można zmierzyć, odczytać i zarejestrować.

Głównym elementem głowicy pomiaru siły jest element odkształcający mechanicznie, do którego przymocowane są tensometry.

Tensometr (w skrócie DMS) to czujnik mierzący odkształcenie poprzez zmianę rezystancji elektrycznej. W badaniu wytrzymałości materiałów tensometry stosuje się w ogniwach obciążnikowych.

Ogniwo obciążnikowe służy do pomiaru siły działającej na czujnik. Służą do wyznaczania sił ściskających lub rozciągających, ale nadają się również do dynamicznych zadań pomiarowych.

Top