Concevoir un système complet de mesure de force

Un capteur de force est un composant d'un système de mesure qui comprend l'introduction de la charge, les outillages, le câblage, l'excitation, l'amplification, la conversion, le filtrage, le logiciel et l'étalonnage. Choisir une cellule précise ne peut compenser le frottement, la charge latérale, un amplificateur bruyant ou une mise à l’échelle incorrecte. La conception devrait commencer par la décision que la valeur de la force supporte et attribuer l'incertitude, le temps de réponse et le comportement de la faute dans toute la chaîne. Cette vue des systèmes rend également la mise en service et le dépannage futur plus efficace.

Définir la décision et la mesure

Indiquer la force mesurée, l'endroit où elle agit, l'étendue, la direction, la dynamique et l'incertitude admissible. Déterminer si les données contrôlent une machine, acceptent un produit, surveillent l'état ou protègent l'équipement. Définir le temps de réponse et le comportement lorsque la mesure est invalide. Ces exigences déterminent la mécanique et l'électronique.

Ingénieur la limite mécanique

Dessinez l'ensemble de la force et de la trajectoire de réaction, y compris les fixations, roulements, guides, tuyauteries et structures. Réglage, frottement, rigidité, précharge et surcharge. Identifier les chemins parallèles qui contournent le capteur. L'incertitude mécanique doit être estimée plutôt que supposée disparaître pendant l'étalonnage.

Sélectionner la technologie de détection

Choisissez une jauge de déformation, un piézoélectrique ou un autre principe selon la durée statique, la plage dynamique, la rigidité, l'espace, la température et l'environnement. Sélectionnez la forme et la capacité pour les charges utiles combinées. Vérifier l'étanchéité, les matériaux et les approbations. La précision du catalogue doit être interprétée dans l'architecture finale.

Conception excitation et conditionnement

Qualité de sortie, résistance au pont, stabilité d'excitation, lignes de sens, entrée de câble et d'amplificateur. Réglez le gain de sorte que le signal maximal ne soit pas clippé alors que la force minimale reste au-dessus du bruit. Fournir une protection d'isolement, d'échouement et de surtension adaptée à l'installation. Enregistrez chaque valeur configurable.

Coordonner l'échantillonnage et le filtrage

Définir le taux d'échantillonnage et les antialias filtrant à partir de l'événement le plus rapide requis et de la dynamique structurelle. Définir le filtrage numérique et la latence pour le contrôle. Synchroniser la force avec les données de position, de vitesse ou de recette. Le taux de rafraîchissement de l'affichage n'est pas le même que la bande passante de mesure ou le taux de données stockées.

Préserver la qualité et le diagnostic

Porter sur la portée, circuit ouvert, défaut d'excitation, données statiques et état de maintenance avec la valeur. Empêcher qu'une dernière bonne lecture ne paraisse saine. Conserver le signal d'ingénierie brut où les unités utiles et de contrôle, les horodatages, l'identité des étiquettes et les révisions logicielles.

Étalonnage de bout en bout

Utilisez une référence traçable à travers les outillages réelles et la chaîne de signal complète. Tester plusieurs points, directions, séquence de chargement et conditions dynamiques pertinentes. Vérifier l'indication locale, automate, historien, alarmes et calculs. Conserver les résultats tels que trouvés et à gauche avec incertitude.

Planifier la propriété du cycle de vie

Assigner la responsabilité de la mécanique, du capteur, de l'électronique et de la configuration des logiciels. Gardez les dessins, les séries, les réglages et le calibrage récupérables. Définir les déclencheurs d'inspection et de vérification en fonction des conséquences, de la dérive et de l'utilisation. Revalider après tout changement qui modifie le chemin de charge ou le traitement des données.

Liste de contrôle technique

• Commencez par la décision de la force.
• Attribuer l'erreur à la mécanique et à l'électronique.
• Calculez le gain, le bruit et les marges de coupure.
• Faire correspondre l'échantillonnage à la dynamique.
• Porter la qualité diagnostique avec des valeurs.
• Étalonner la chaîne complète.

Foire aux questions

L'étalonnage peut-il éliminer les frottements de montage?

Il peut corriger une condition, mais ne peut pas garantir que le frottement reste stable à travers le mouvement et le temps.

La vitesse de mise à jour de l'affichage est-elle la bande passante du capteur?

C'est pas vrai. Le capteur, l'amplificateur, le prélèvement, le filtrage et l'affichage ont chacun des limites de réponse distinctes.

Pourquoi garder le signal brut ?

Il aide à diagnostiquer la balance, le clippage, le bruit et les changements de logiciels sans perdre les preuves originales.

Compte rendu des décisions

Enregistrer l'architecture sélectionnée, les cas d'exploitation, les hypothèses, les limites acceptées et l'approbateur responsable. Joindre les dessins, les calculs, les preuves d'étalonnage et les écarts non résolus. Définir quels changements mécaniques, processus, électriques ou logiciels nécessitent une réévaluation. Inclure l'intervalle d'inspection prévu, la stratégie de rechange, la réponse aux défaillances et l'emplacement des fichiers de configuration récupérables. Attribuer un propriétaire et la date de fermeture à chaque acceptation conditionnelle. Examiner le dossier après le service représentatif et comparer les défauts réels, la dérive et les constatations d'entretien avec les hypothèses initiales. Un dossier décisionnel concis protège la base technique lorsque l'équipement, le personnel ou les conditions d'exploitation changent.