Chọn cảm biến lực cỡ nhỏ: đồ gá nhỏ và độ phân giải lực hữu ích

Khi chọn cảm biến lực cỡ nhỏ, cần xét hai giới hạn khác nhau: không gian lắp đặt sẵn có và lực nhỏ nhất cần phân biệt. Thân cảm biến nhỏ gọn không có nghĩa là dải đo cũng thấp. Với dụng cụ ép, đồ gá lắp ráp hoặc phép thử lực tiếp xúc, hãy xác định dải lực hữu ích trước khi chọn cảm biến nhỏ nhất lắp vừa theo bản vẽ.

Chọn cảm biến lực cỡ nhỏ: nhỏ gọn không đồng nghĩa với khả năng đo lực nhỏ

Tài liệu tham khảo của METRAVON MV-LC0172 liệt kê các mức tải 100, 200 và 500 N, cùng 1, 2, 5 và 10 kN. Dữ liệu tham khảo cho biết đây là thiết kế chịu nén bằng thép không gỉ. Nếu quá trình cần dải lực thấp hơn mức tải nhỏ nhất được liệt kê, hãy yêu cầu đánh giá nhu cầu đó thay vì coi từ “cỡ nhỏ” là bằng chứng cho thấy cảm biến đo tốt ở phần thấp của dải đo.

Nêu riêng chênh lệch lực nhỏ nhất có thể chấp nhận và lực lớn nhất. Máy có thể cần loại bỏ một chi tiết do lực thay đổi nhỏ trong lúc tiếp xúc, đồng thời vẫn phải chịu được lực lắp vào lớn hơn nhiều. Chênh lệch đó quyết định chất lượng tín hiệu và phương pháp thử cần thiết; nếu chỉ chọn theo lực lớn nhất, tín hiệu dùng để ra quyết định có thể quá nhỏ.

Với độ nhạy danh định 1 mV/V và điện áp kích thích 5 V, độ biến thiên tín hiệu toàn thang là 5 mV. Ở phiên bản 100 N, mức tăng lý tưởng 1 N tương ứng với 50 microvôn. Phép tính này cho biết độ lớn tín hiệu, không bảo đảm rằng hệ thống sẽ phát hiện được tín hiệu đó. Bộ khuếch đại, cách đấu dây, độ lặp lại cơ khí và nhiễu quyết định liệu mức tăng này có thể được sử dụng một cách tin cậy hay không.

Vẽ cả bề mặt tiếp xúc và gối đỡ, không chỉ hốc lắp

Hốc lắp nhỏ có thể không để đủ không gian để truyền lực đúng cách. Dựa vào bản vẽ ứng với tải trọng định mức đã chọn để xác định bề mặt nhận tải, bề mặt đỡ và các chi tiết cố định theo thiết kế. Kiểm tra độ cứng và độ thẳng hàng của các chi tiết lắp ghép. Không truyền lực qua vị trí cáp đi ra hoặc qua phần vỏ không được thiết kế để nhận lực.

Đầu dò tiếp xúc lệch khỏi trục dự kiến có thể tạo thêm tải uốn. Có thể cần bộ dẫn hướng để kiểm soát chuyển động của dụng cụ, nhưng ma sát trong bộ dẫn hướng cũng có thể làm lực truyền vòng qua cảm biến. Thử bộ dụng cụ đã lắp trên toàn hành trình thực tế để xác định số đọc phản ánh lực tiếp xúc hay còn bao gồm lực cản thay đổi của bộ dẫn hướng.

Chừa lối tiếp cận để lắp và tháo cảm biến. Nếu cáp bị kẹp dưới nắp hoặc phải kéo cáp khi bảo trì, cách lắp đặt đó có thể gây hư hỏng lặp đi lặp lại. Bố trí đầu nối và bộ giảm sức căng sao cho cáp không đẩy vào bộ dụng cụ đang được đo.

Phân biệt lực hữu ích với tình trạng kẹt máy

Liệt kê lực trong các giai đoạn tiếp cận, tiếp xúc bình thường, hết hành trình và nhả. Sau đó đánh giá các tình huống lỗi như chi tiết đặt sai hoặc cơ cấu chấp hành bị chặn. Mức cho phép quá tải trong dữ liệu cảm biến không phải là lý do để bộ truyền động dùng cảm biến làm chặn cơ khí.

Xác định cơ cấu chặn bảo vệ hoặc đường truyền lực vòng qua cảm biến bằng thiết kế cơ khí đã được phê duyệt. Cơ cấu đó không được chịu một phần tải đo bình thường mà chưa xác định được độ lớn. Khoảng hở cần thiết phụ thuộc vào chuyển động của toàn bộ cụm lắp và biến dạng cho phép của cảm biến; không thể quy định một khoảng hở chung chỉ dựa vào tải trọng định mức.

Với tải lặp lại, hãy thu thập thông tin về chế độ làm việc liên quan. Bảng tải trọng định mức tĩnh không cho biết tuổi thọ mỏi, tần số cộng hưởng hoặc tốc độ lấy mẫu có thể sử dụng cho đồ gá đã lắp. Khi yêu cầu xác nhận cho chu kỳ nhanh, hãy cung cấp dạng biến thiên lực theo thời gian.

Thử lực tại thời điểm máy sử dụng

Đối chiếu kết quả của bộ dụng cụ đã lắp với một chuẩn phù hợp tại các vị trí vận hành. Lưu các số đọc theo chiều tăng và chiều giảm cùng các chu kỳ lặp lại trước khi thay đổi hiệu chuẩn. Cho máy chạy trong điều kiện có kiểm soát, không có tiếp xúc làm việc dự kiến, để kiểm tra xem bản thân chuyển động có tạo ra tín hiệu do cáp dịch chuyển hoặc do ma sát trong bộ dẫn hướng hay không.

Khi một đỉnh tín hiệu tồn tại trong thời gian ngắn quyết định việc nghiệm thu, hãy xem đồng thời dạng sóng đã ghi và giá trị của bộ điều khiển. Bộ lọc có thể làm đường tín hiệu trông ổn định nhưng lại làm giảm hoặc làm trễ sự kiện cần quan sát. Cả tốc độ quét của PLC lẫn số chữ số hiển thị đều không chứng minh toàn bộ hệ đo đủ nhanh hoặc có mức nhiễu đủ thấp.

Để yêu cầu báo giá, gửi METRAVON kích thước không gian lắp đặt sẵn có, bản vẽ dụng cụ, dải lực, mức thay đổi nhỏ nhất dùng để ra quyết định, thông tin thời gian của chu kỳ và môi trường làm việc. Nêu cả thông số của bộ khuếch đại hoặc đầu vào PLC. Hướng dẫn máy thiết kế riêng giải thích cách thống nhất việc thử nghiệm tại trạm, còn trang yêu cầu cung cấp kênh đánh giá cấu hình đề xuất.

Câu hỏi về đồ gá có không gian lắp đặt hạn chế

Q1. Cảm biến nén có đo lực kéo qua giá gắn thêm được không?

Không suy ra khả năng chịu kéo từ các lỗ gá hoặc từ việc có thể lắp thêm bộ chuyển tiếp. Sử dụng cảm biến được thiết kế rõ ràng để đo lực kéo và xác nhận toàn bộ mối lắp ghép. Giá đỡ không thể tạo ra một định mức chịu kéo chưa có cơ sở tài liệu cho cấu hình cảm biến chỉ dùng để đo lực nén.

Q2. Có nên tăng tải trọng định mức chỉ để bảo vệ cảm biến trước thao tác của người vận hành không?

Trước hết, đánh giá lực do thao tác truyền đến cảm biến như thế nào và liệu bộ phận che chắn hoặc cơ cấu chặn đã được phê duyệt có thể ngăn lực đó hay không. Tải trọng định mức cao hơn có thể làm giảm tín hiệu hữu ích trong phép thử thực tế. Chọn tải trọng định mức và biện pháp bảo vệ khi thao tác cùng nhau, thay vì hy sinh khả năng đo mà không xử lý nguyên nhân.

Tóm tắt

Với đồ gá nhỏ gọn, cần phê duyệt cả dải lực và giới hạn kích thước cơ khí. MV-LC0172 cung cấp các cấu hình chịu nén đã được mô tả trong tài liệu, nhưng khả năng phân giải ở mức lực nhỏ và hiệu năng khi làm việc với chu kỳ nhanh vẫn cần được thử nghiệm trên toàn hệ thống. Thông tin kích thước của đồ gá cùng ngưỡng nghiệm thu rõ ràng giúp yêu cầu báo giá hữu ích hơn nhiều so với việc chỉ hỏi cảm biến nhỏ nhất hiện có.