Chọn cảm biến đo mômen: Cảm biến quay và tay đòn phản lực

Chọn cảm biến đo mômen bắt đầu từ câu hỏi cơ khí: phần tử cảm nhận sẽ đo mômen trong trục quay hay đo phản lực trên cánh tay đòn đã biết? Cả hai bố trí đều có thể cho kết quả bằng N m nhưng cần cảm biến, đồ gá và hiệu chuẩn khác nhau. Mua cảm biến lực rồi đổi đơn vị hiển thị không biến nó thành bộ đo mômen trục.

Chọn cảm biến đo mômen: Đo mômen trực tiếp hay phản lực?

Cảm biến quay lắp nối tiếp nằm trên đường truyền mômen giữa các bộ phận quay. Bố trí đo phản lực giữ vỏ hoặc tay đòn và đo lực cần để chống lại chuyển động quay. Cách thứ hai có thể khả thi khi tiếp cận được kết cấu phản lực, nhưng lực đo chỉ đại diện mômen khi đã hiểu hình học và mọi đường phản lực khác.

Tay đòn phản lực gắn vào vỏ động cơ không nhất thiết đo mômen tại trục đầu ra ở xa. Tổn thất bánh răng, gia tốc và tải khác giữa các vị trí đo có thể làm thay đổi quan hệ. Xác định vị trí mômen và kết quả là ở trạng thái ổn định, khởi động, đảo chiều hay quá độ trước khi so sánh đề xuất.

Hai bộ phận METRAVON có nhiệm vụ khác nhau

MV-LC0148 là cảm biến mômen quay với các mức định mức rời rạc từ 0.1 đến 500 N m và dải độ nhạy có tài liệu là 1.0-1.5 mV/V. Danh mục quy định đo mômen hai chiều và đầu trục có rãnh then. Chọn mức định mức theo chu kỳ mômen dự kiến, xác nhận tốc độ vận hành liên tục, bố trí khớp nối và yêu cầu điều hòa tín hiệu. Tốc độ đỉnh trong danh mục không phải phê duyệt cho làm việc liên tục.

MV-LC0238 lại là cảm biến lực dầm chữ S thu nhỏ cho lực kéo và nén dọc trục, với các mức định mức 5, 10, 20, 50, 100, 200 và 500 N. Có thể xem xét nó như phần đo lực trong đồ gá tay đòn phản lực được thiết kế kỹ thuật. Đây không phải cảm biến mômen trực tiếp và không được đặt tải xoắn chỉ vì cần hiển thị bằng N m.

Với cả hai model, tín hiệu mV/V cần kích thích cầu và điện tử đo tương thích. Đầu vào dòng PLC tiêu chuẩn không đọc trực tiếp được tín hiệu này. Xác nhận độ nhạy hiệu chuẩn của cảm biến đã chọn, dải đầu vào bộ khuếch đại, khả năng đo hai cực khi cần đảo chiều và giao diện cuối mà PLC hoặc bộ ghi dữ liệu yêu cầu. Không suy ra có sẵn kênh tốc độ hay giao diện Modbus từ tên model.

Tính chiều dài tay đòn theo đường tác dụng lực thực

Với một phản lực, mômen bằng lực nhân khoảng cách vuông góc từ trục quay đến đường tác dụng của lực đó. Ví dụ tính toán: 240 N tác dụng ở khoảng cách vuông góc 0.25 m tương ứng 60 N m. Đây là ví dụ hình học, không phải định mức cụm MV-LC0238 hoặc hệ lắp đã thử nghiệm.

Chiều dài tổng của tay đòn không tự động là khoảng cách hữu hiệu. Giá đỡ lệch, thanh nối nghiêng hoặc tâm quay dịch chuyển làm đổi cánh tay đòn. Nếu khoảng cách vuông góc thực là 0.24 m nhưng phép tính dùng 0.25 m, mômen hiển thị sẽ cao khoảng 4.17% với cùng lực đo. Số đo lực chính xác không sửa được hình học sai.

Tay đòn dài hơn giảm lực với cùng mômen. Điều này có thể tránh quá tải nhưng làm mômen nhỏ khó phân giải hơn, tăng độ võng đồ gá hoặc không gian cần thiết. Tay đòn ngắn hơn tăng lực và tải trên khớp. Đánh giá cùng nhau mômen bình thường, đỉnh, đảo chiều và tín hiệu sử dụng được của cảm biến lực; không chọn tay đòn dài nhất chỉ để dùng cảm biến nhỏ hơn.

Loại đường phản lực ngoài ý muốn trước hiệu chuẩn

Chân gá vỏ, cáp, ống mềm, ổ đỡ và cữ chặn hành trình đều có thể mang một phần phản lực. Cáp cứng có thể ít ảnh hưởng ở mômen cao nhưng chi phối phép đo nhỏ. Cữ chặn tiếp xúc lúc đảo chiều có thể tạo đoạn bằng phẳng có vẻ hợp lý dù cảm biến không còn nhận toàn bộ tải. Kiểm tra đủ chuyển động và đường truyền lực khi thiết bị đã cách ly an toàn.

Thanh truyền lực không được gây uốn cảm biến qua các đầu ren lệch trục. Xử lý căn thẳng bằng khớp và kết cấu đỡ được thiết kế phù hợp, không ép cảm biến vào vị trí. Với lắp đặt quay, ổ đỡ ngoài và khớp nối phải chịu các tải hệ truyền động do người thiết kế quy định. Không dùng cảm biến như gối đỡ chưa có tài liệu cho cụm nặng nhô ra ngoài.

Thiết bị quay cần che chắn và quy trình cách ly được phê duyệt để điều chỉnh. Đồ gá hiệu chuẩn và tay đòn tạm phải có định mức phù hợp tải tác dụng. Thử tĩnh khi trục dừng không xác lập băng thông động của hệ đo hoặc khả năng ghi nhận đỉnh mômen ngắn.

Hiệu chuẩn kết quả dự định báo cáo

Khi khả thi, hiệu chuẩn bố trí dựa trên lực như một hệ đo mômen hoàn chỉnh đã lắp. Chứng chỉ riêng cảm biến lực không bao gồm chiều dài tay đòn hữu hiệu, ma sát, căn thẳng hay quy đổi dữ liệu của đồ gá. Dùng tham chiếu mômen có truy xuất phù hợp hoặc phương pháp lực-khoảng cách đã phê duyệt và ghi độ không đảm bảo tương ứng.

Thử nhiều điểm trên toàn dải làm việc dự kiến khi tăng và giảm tải. Khi cả hai chiều quan trọng, kiểm tra cả hai và quy ước dấu tại hiển thị cuối. Ghi điểm không lúc không tải, trở về không, độ trễ, độ lặp lại và vùng thấp quan trọng với quá trình. Đặt giới hạn nghiệm thu bằng số trước thử nghiệm theo yêu cầu đo của dự án.

Với phép đo quá độ, quy định thời gian sự kiện, đáp ứng cảm biến và bộ khuếch đại, tốc độ lấy mẫu, lọc và đồng bộ thời gian. Xu hướng trơn có thể chỉ là tín hiệu đã lấy trung bình. Yêu cầu bằng chứng đáp ứng toàn chuỗi đo thay vì suy ra từ tốc độ trục có thể quay.

Câu hỏi trước khi đặt hệ đo mômen

Câu 1. Tay đòn phản lực có luôn rẻ hơn cảm biến quay không?

Không nhất thiết. So sánh chi phí sau lắp của cảm biến lực, đồ gá, khớp, bảo vệ, khuếch đại và hiệu chuẩn cả cụm với cảm biến quay, khớp nối và điện tử liên quan. Phần tử cảm nhận rẻ có thể cần nhiều công việc cơ khí, nhất là khi cần đo mômen thấp, đảo chiều hoặc hình học biến đổi.

Câu 2. Có thể tính mômen từ số đọc cảm biến lực bằng kilôgam không?

Mômen cần lực, không phải khối lượng. Nếu bộ chỉ thị hiển thị giá trị tương đương khối lượng, phép đổi sang lực phải được xác định nhất quán với hiệu chuẩn trước khi áp dụng cánh tay đòn. Nên dùng giá trị lực bằng niutơn có tài liệu để tính mômen và kiểm chứng kết quả N m cuối bằng toàn bộ đồ gá.

Câu 3. Cần gửi gì khi hỏi về MV-LC0148 hoặc bố trí tay đòn phản lực?

Cung cấp vị trí đo, dải và đỉnh mômen, bố trí quay hoặc giữ phản lực, tốc độ và chu kỳ làm việc, yêu cầu đảo chiều, hình học khả dụng, môi trường và đầu ra yêu cầu. Với tay đòn phản lực, thêm bản vẽ trục quay và đường tác dụng lực. Với cảm biến lắp nối tiếp, thêm chi tiết trục, khớp nối và gối đỡ. Yêu cầu METRAVON đánh giá cấu hình kèm các bản vẽ này và độ chính xác nghiệm thu cần có.

Tóm tắt

Dùng MV-LC0148 khi đánh giá phép đo quay lắp nối tiếp, và chỉ xem MV-LC0238 là bộ phận đo lực dọc trục khi thiết kế giải pháp tay đòn phản lực. Bố trí thứ hai đo mômen qua hình học đã xác minh và đường truyền tải có kiểm soát. Xác nhận toàn chuỗi điện và hiệu chuẩn cụm đã lắp trước khi tin cậy giá trị mômen hiển thị.