Choisir un capteur multiaxe : trois forces ou six composantes ?

Le choix d’un capteur multiaxe commence par les grandeurs que l’essai doit fournir. Trois composantes de force décrivent Fx, Fy et Fz. Elles ne déterminent pas indépendamment Mx, My et Mz. Avant de comparer capacité ou diamètre, décidez si la tâche exige seulement des forces directionnelles ou une mesure complète des forces et moments.

METRAVON MV-LC0240 capteur de force à trois axes pour la mesure directionnelle des charges — MV-LC0240 possède trois canaux de force documentés ; une spécification à trois axes n’est pas une spécification à six composantes de force et de moment.

Déterminez d’abord les composantes à mesurer

Modèle METRAVON	Axes mesurés	Quoi vérifier
MV-LC0240	Fx, Fy et Fz ; charge nominale de référence de 500 kg sur chaque axe	La tâche a-t-elle besoin de trois composantes de force dans cette plage, les moments étant considérés comme des limites de charge externes ?
MV-LC0242	Fx et Fy : 1 t ; Fz : 3 t	Le dispositif exige-t-il une plage axiale supérieure tout en mesurant séparément les forces latérales ?
MV-LC0241	Fx, Fy, Fz, Mx, My et Mz	Les moments doivent-ils être mesurés indépendamment ainsi que les forces ?

Les capacités trois axes ci-dessus conservent les unités kg et t du catalogue. Consignez les unités physiques convenues dans l’étalonnage et l’acquisition. Les termes miniature ou multidimensionnel ne suffisent pas à déterminer les composantes disponibles ; utilisez la documentation réelle des canaux et axes.

Une force mesurée et un bras de levier connu ne permettent de calculer un moment que pour la géométrie supposée. Cela ne transforme pas trois canaux en mesure indépendante de six composantes. Si d’autres forces ou couples peuvent agir sur le dispositif, adoptez un montage qui les distingue.

Choisissez selon les charges simultanées, pas la plus grande valeur du tableau

Listez la composante maximale prévue par axe pour chaque cas de fonctionnement, avec poids du dispositif et effort excentré. Le moment d’une charge décalée agit mécaniquement sur un capteur trois axes même si l’instrument ne le fournit pas.

Ne supposez pas que tous les axes peuvent atteindre simultanément leur maximum individuel. Obtenez les limites de charges combinées et les moments admissibles du capteur exact. Une limite non publiée reste une exigence à résoudre, pas une autorisation d’utiliser toutes les capacités du catalogue à la fois.

Tenez aussi compte du plus petit signal utile. Une forte précharge axiale et une faible force latérale peuvent exiger des gains différents. Spécifiez incrément et plage utile pour chaque composante, sans appliquer un objectif unique de précision ou de résolution à tous les axes.

La sensibilité du canal fait partie de la configuration

La documentation de MV-LC0242 indique une sensibilité nominale de 2.0 mV/V pour Fx et Fy et de 1.2 mV/V pour Fz. Avec une excitation illustrative de 5 V, les variations nominales à pleine échelle sont 10 mV et 6 mV. Un facteur d’échelle commun serait donc erroné avant même de considérer les capacités différentes des axes.

La documentation de MV-LC0240 indique 1 mV/V nominal sur les trois canaux de force. La diaphonie publiée est de 2% F.S. ; cela ne justifie pas d’ignorer les effets croisés dans tout dispositif. Confirmez les données d’étalonnage et le traitement des interactions entre canaux par l’appareil de lecture.

Capteur trois axes METRAVON MV-LC0242 avec capacités axiale et latérales différentes — MV-LC0242 nécessite des réglages de capacité et de sensibilité spécifiques à chaque axe.

Obtenez identification des canaux, excitation, coefficients d’étalonnage et éventuelle matrice de compensation fournie. Déterminez si le conditionneur compense déjà ou si le logiciel doit le faire. Une double application, une omission ou les coefficients d’un autre numéro de série peuvent produire des données plausibles mais fausses.

Vérifiez les coordonnées avec des charges physiques

Définissez les axes du capteur sur le plan du dispositif et leur relation avec les coordonnées de machine ou d’essai. L’orientation du connecteur ne suffit pas à définir les axes. Appliquez une force connue dans une direction identifiée et vérifiez signe et répartition des composantes avant l’essai normal.

Pour six composantes, orientation des coordonnées et point de référence des moments sont essentiels. Déplacer ce point change les moments même à charge physique constante. Conservez les charges rapportées à l’origine du capteur pour vérifier ses limites mécaniques ; changer l’origine par logiciel ne décharge pas le capteur.

Validez chaque canal et des cas représentatifs de charges combinées avec une méthode de référence convenue. Consignez les réponses indésirables des autres canaux, pas seulement l’axe voulu. Une vérification sur un seul axe ne démontre pas l’exactitude de toute la mesure multidirectionnelle.

Questions lors de la spécification d’un test directionnel

Q1. Est-ce que des amplis séparés sont acceptables pour les différents axes ?

Ils peuvent l’être si excitation, gain et caractéristiques temporelles conviennent au capteur et à l’essai. Pour les charges variables, vérifiez que les valeurs combinées dans un vecteur se rapportent au même intervalle temporel. Des canaux filtrés ou retardés séparément peuvent fausser la direction apparente pendant un transitoire.

Q2. Que doit-on envoyer avec la demande de modèle ?

Fournissez composantes requises, charges par axe, cas simultanés, plan du dispositif, point d’application, incréments et fréquence d’enregistrement. Ajoutez l’acquisition proposée via le service de demandes METRAVON. Pour un poignet robot, utilisez aussi le guide d’intégration robotique pour évaluer décalages d’outil et exigences du contrôleur.

Résumé

Choisissez les composantes mesurées avant la capacité. Associez plage, sensibilité et étalonnage de chaque axe au bon canal et vérifiez charges combinées et coordonnées sur le dispositif assemblé. Ces contrôles distinguent des données directionnelles utiles de simples nombres qui varient sous charge.