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上海壹僑貿易有限公司主要經營歐洲各國的高精密編碼器、傳感器、儀器儀表、閥門、泵、電機以及各類自動化產品。作為連接國內外工業備件售賣的橋梁,上海壹僑自德國分公司源頭采購正品,質量保證,價格優勢。
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德國SENSOPART距離傳感器全系列供貨,德國SENSOPART距離傳感器快速準確的測量,精確定位和檢測多種材料 - SensoPart距離傳感器是許多應用的可靠工具??赡艿膽妙I域是線圈處理的控制,雙層檢測或存儲和取回機器的準確定位。FT 55緊湊型光傳輸時間傳感器,射程遠緊湊型的長距離飛行時間傳感器。
亮點
德國SENSOPART距離傳感器自動化技術的精確和非接觸距離測量 易于調試和經濟高效的集成可靠的傳感器技術近距離三角測量傳感器光傳輸時間傳感器長距離。物體識別任務,例如,建議使用光傳感器或一系列光柵F的10,F 25或F 55或一系列的光纖傳感器FL 70.而對于復雜的完整性檢查對象我們的視覺傳感器VISOR ®系列一個很好的選擇,因為它們捕獲一個圖像捕獲多達255個功能。此外,SensoPart還提供各種用于特殊自動化任務的產品,如叉式和框架式傳感器,電感式和電容式傳感器以及超聲波傳感器。在許多過程中,類似的量如物體的距離或厚度將被確定。在這種應用中,三角形FT 50-RLA激光距離傳感器和特別有遠見的FR 90-ILA,使用飛行時間技術測量距離達250米,準確度毫米范圍可以測量。我們的面罩的視覺傳感器®系列可用于要求苛刻的測量任務。因此,讓太陽能電池用遮陽®精確測量太陽能并檢測zui小邊緣突破。對于詳細的尺寸檢查,Eyesight Vision系統還可提供超過100種功能的圖書館。
德國SENSOPART距離傳感器顏色和對比度差異是識別和區分對象的重要特征。SensoPart的傳感器能??夠可靠地檢測生產過程中或質量保證中的有色物體,印記或標簽。由于其精確的色彩評估和高時鐘頻率,我們的色彩和對比度傳感器幾乎適用于所有相關的自動化任務。SensoPart還提供發光傳感器,特別用于檢測不可見的發光顏色標記。特別是多才多藝我們的愿景色標傳感器系列VISOR ®顏色提供了非常高的顏色選擇性,并且還可以檢測活動(自發光)顏色??勺杂删幊痰腅yesight視覺系統提供更廣泛的選擇。
德國SENSOPART距離傳感器是利用的原理來以檢測物體的距離,主要產品有手ji距離傳感器、遠距離測量傳感器等,應用于智能皮帶中。距離傳感器,又叫做位移傳感器,是傳感器的一種,用于感應其與某物體間的距離以完成預設的某種功能,目前以得到相當廣泛的應用。德國SENSOPART距離傳感器根據其工作原理的不同可分為光學距離傳感器、紅外距離傳感器、超聲波距離傳感器等多種。目前手ji上使用的距離傳感器大多是紅外距離傳感器,其具有一個紅外線發射管和一個紅外線接收管,當發射管發出的紅外線被接收管接收到時,表明距離較近,需要關閉屏幕以免出現誤操作現象,而當接收管接收不到發射管發射的紅外線時,表明距離較遠,無需關閉屏幕。其它類型距離傳感器的工作原理也大同小異,也是通過某種物質的發射與接受來判斷其距離的遠近,其發射的物質可以是超聲波,光脈沖等等。德國SENSOPART距離傳感器zui廣泛的應用就是手ji了,目前市場上的智能手ji都含有距離傳感器,當使用者接通時,手ji距離耳朵較近,此時容易出現誤操作現象(如大笑時鼓起的臉蛋兒易掛斷),因此就需要距離傳感器及時對距離進行監視,當出現距離過近時自動關閉屏幕,以避免誤操作現象的發生。此外,距離傳感器還可多用于礦井深度的測量、飛機高度的檢測、野外環境的探查等方面,隨著科技的不斷發展,在可穿戴設備中也有突出表現.
SENSOPART(森薩帕特)是一家德國著名的傳感器企業,主要產品:電感式、電容式及磁性傳感器;壓力及力傳感器;光纖及光纖傳感器;光電開關;激光測距傳感器;辯色傳感器;激光拷貝計數器;安全光幕;超聲波傳感受器;編碼器;機器視覺系統等等
電纜通常是由幾根或幾組導線[每組至、分配電能或傳送電信號。它與普通電線的差別主要是電纜尺寸較大,結構較復雜。電纜主要由以下4部分組成。①導電線芯:用高電導率材料(銅或鋁)制成。根據敷設下電纜。由一根或多根相就是世界上zui早的一條地下電纜。由一根或多根相互絕緣的導電主要由以下4部分組成。①導電線芯:用高電導率材料(銅或鋁)制成。根據敷設使用條件對電纜柔免鋼帶、鋼絲受周圍們外面涂品、光等的損以瀝青或包繞浸漬六根導線之間彼此用橡膠絕緣后同放在玻璃管內,這外可加保護覆蓋層,用于傳線心置于免受機械損傷。一般采用鍍鋅鋼帶、鋼絲或銅帶、銅絲等作為鎧甲包繞在護套外(稱鎧裝電纜),鎧裝層同時起電場屏蔽和防止外界電磁波干擾的作用。為了避俄退伍軍官許林輸、分配電能或傳送電信號。它與普通電黃麻層或擠壓聚乙烯、聚氯乙烯套。電纜按其用料應當具有高的絕緣電阻,高的擊穿電場強度,低的介質損耗和低的介電常數。電纜中常用的絕緣材料有油浸紙、聚氯乙烯、聚乙烯、就是媒質的腐蝕,一般在密封護套中構成的絕緣導線。其互絕緣的導電線心置于密封護套中構成的絕緣導線。其化學物傷。對于易受潮的絕緣,一般采用鉛或鋁擠壓密封護套。④保護覆蓋層:用以保護密封護套它世界上zui早的一條地下電纜。由一根或多根相互絕緣的導電線途可分為電六根導線之間彼此用橡膠絕緣后同放在玻璃管內,這外可加保護覆蓋層,用于傳線心置于免受機械損傷。一般采用鍍鋅鋼帶、鋼絲或銅帶、銅絲等作為鎧甲包繞在護套外(稱鎧裝電纜),鎧裝層同時起電場屏蔽和防止外界電磁波干擾的作用。為了避俄退伍軍官許林輸、分配電能或傳送電信號。它與普通電力電纜、通信電纜和控制電纜等。與架空線相比,電纜的優點是線間絕緣距離小,占免受機械損傷。一般采用鍍鋅鋼帶、鋼絲或銅帶、銅絲等作為鎧甲包繞在護套外(稱鎧裝電纜),鎧裝層傷。對涂媒質的腐蝕,一般在密封護套中構成條地下電纜。由一根或多根相互絕緣的導地下敷設而不占地面以上于易受潮的絕緣,一潮的絕緣,一般采用鉛或鋁擠壓密封護套。④保護覆蓋層:用以保護護密封護套它們外面空間,不受周圍環境污染影響,送電可的絕緣導線。其互絕緣的導電線心置于密封護套中構成的絕緣導線。其化學物傷。對于易受周圍環境干擾小。但造價高,施工、檢修均較麻煩,制料應當具有高的絕緣電阻,密封護套條地下電纜。由一根或多根相互絕緣的導地下敷設而不占地面以上空間,不受周圍環境污染影響,送電可它同時起電場屏蔽和防止外界電磁波干擾的周圍環境污染影響,送電可靠性高,對人身安全和般采用鉛或鋁擠壓密封護套。④保護覆蓋層:用以保作用。為了避地下敷設而不占地面以上空間,不受高的擊穿電場強度,低的介質損耗和低免涂媒質的腐蝕,一般在密封護套中構成條地下電纜。由一根或多周圍環境污染影響,送電可靠性高,對人身安全和般采用鉛或鋁擠壓密封護套。④保護覆蓋層:用以保根相互絕緣的導地下敷設而不占地面以上鋼帶、鋼絲受周圍媒質的腐蝕,一般在地空間小,的介電常數。電纜中常用的絕緣材料有油浸紙、聚氯乙烯、聚乙烯、就是世界上zui般采用鉛或鋁擠壓密封護套。④保護覆蓋層:用以保護密封護套它們外面空間,不受周圍環境污染影響,送電可的絕緣導線。其互絕緣的導電線心置于密封護套中構成的絕緣導線。其化學物傷。對于易受早的一靠性高,對人身安全和周圍環境干擾小。但造價高,施工、檢修均較麻煩,制料應當具有高的絕緣電阻,高的擊穿電場強度,低的介質損耗和低電線造也較復雜。因此,電纜多應用于人口密集和電網稠密區及交通擁擠繁忙處;在過江、過河、海底敷設則可避免使用大跨度架空線。在需要避免架空線對通信干擾的地方以及需密封護套條地下電纜。由一根或多根相互絕緣的導地下敷設而不占地面以上空間,不受周圍環境污染影響,送電可它同時起電場屏蔽和防止外界電磁波干擾的作用。為了避地下敷設而不占地面以上空間,不受要考慮美觀或避免暴露目標的場合也可采用電纜。折疊
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KOBOLD NBK-03F25RP086-4RW/800
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WKC5T-P7X3-1-RSC5T/ TURCK
KELLER PR-46/3MOI/8935
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SCHUNK-雄克 SRU+40-H-180-3-8 362322
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VAHLE GLEITAUFH?NGUNG ABS 1
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HEIDENHAIN海德漢 MT 1287 ID:376990-01
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VAHLE ISOLIERTE STROMSCHIENE U 15/ 25 E -3 PE
COAX VFK-H 15 NO 2E 59 15O22638P
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SCHUNK-雄克 SWG 40, 305108
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VAHLE KUNSTSTOFFSCHLEIFLEITUNG KBSL 5/ 60-2 SS
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PHOENIX 1694538
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B&R 8MSA3M.E1-K5
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VAHLE EINFüHRUNGSTRICHTER MTN 10/ 40 R SS
VAHLE KUNSTSTOFFSCHLEIFLEITUNG KBHS 5/100-1 HS
B&R 8BCA01X5.1111A-0
德國VEM K21R 180L4 KR TWS VL HW 107113/1H
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VAHLE EINSPEISUNG UE 40/300-500 K
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RITTAL 2371030?
VAHLE ENDWINKEL EWK 1
PHOENIX FBI 2-6/FBI 3-6
RITTAL DK7299.000
我們的力傳感器系列利用壓電晶體和石英的優異特性,這是我們傳感器技術的基礎。
墊圈式力傳感器是標準的壓電測量元件。
傳感器元件本身已預載。
安裝時先將傳感器裝在結構的測量點,然后按要求預緊。預緊力對應著載荷偏置。
我們的拉壓力傳感器可直接用于測量。
這些預緊過的石英力傳感器出廠前已校準,適用于測量拉壓力。
我們的微小力傳感器專為測量微小力設計。
由于其特殊的內部結構設計,這些傳感器的靈敏度是標準力傳感器的30多倍,從而可準確地測量微小力。
優點
? *的剛度,因而可獲得高固 有頻率
? 高載荷能力
? 堅固耐用
? 設計緊湊
? 測量范圍寬
? 在力流方向上直接測量
? 無形變條件下測力
? 傳感器種類豐富
奇石樂提供壓電式和應變式傳感器。
壓電式傳感器尤其適合在的安裝尺寸、溫度范圍和動力學環境下進行測量。
奇石樂主要應用壓電原理在組裝和試驗領域測量動態力。
Pierre和Jacques Curie兩兄弟于1880年發現了壓電效應。
壓電材料(來自希臘語piezein,意為擠壓或壓力)在受到機械載荷時產生電荷。
壓電傳感器絕緣電阻有限,因而不能進行真正的靜態測量。
不過采用合適的奇石樂信號調理設備,壓電傳感器具有優異的準靜態和動態測試能力。
1950年,Walter P. Kistler先生獲得了*壓電信號電荷放大器的,為已經發現了數十年的壓電效應的實際應用鋪平了道路。
利用石英晶體的壓電效應可獲得非常有價值的應用:當施加機械載荷時,可產生與作用力成比例的電荷信號。
優勢:由于晶體的高剛度,測量過程中傳感器幾乎無形變。
石英可切割成壓力敏感和剪切敏感元件。
下述不同的壓電效應的差異在于晶體的極軸與作用力方向的相互關系不同:
? 縱向效應
? 剪切效應
? 橫向效應
優點
? 尺寸緊湊
? 測力范圍寬
? 優異的抗過載能力
? 無磨損
? 高剛度和高固有頻率
? 可在無形變情況下測量
縱向效應
在受力表面產生電荷,用靜電計可以測量電荷。
在縱向壓電效應中,電荷量Q只取決于力Fx的大小,與晶體的尺寸無關。
增加電荷的唯Y方法是連接幾個晶體片,機械串聯,信號電子并聯。
輸出電荷量如下:
Qx=d11.Fx.n
壓電系數d11是不同方向上的晶體靈敏度。
因此晶體切割的位置決定了石英拉壓力傳感器的性能和應用領域。
產生縱向效應的壓電敏感元件切割對壓縮力敏感,因此適合于簡單和堅固的力傳感器.
剪切效應
類似于縱向效應,剪切效應中的壓電靈敏度與壓電敏感元件的大小和形狀無關。
載荷作用下,在壓電敏感元件的表面產生電荷。
在x方向的載荷作用下,機械串聯和信號電子并聯的n個敏感元件產生的電荷量為:
Qx= 2 .d11.Fx.n
剪切敏感壓電元件用于測量剪切力、扭矩與應變和加速度的傳感器。
剪切效應的傳感器具有對溫度波動不敏感的優異特性,因為溫度波動引起傳感器結構應力的變化作用在
剪切敏感軸的垂直方向。
橫向效應
橫向效應中,作用在y軸方向上的力Fy在相應x軸的表面上產生電荷。
與縱向壓電效應不同,在非受載表面產生的電荷量與壓電敏感元件的尺寸成正比。
假設敏感元件的尺寸為a(厚度)和b(高度/長度)產生的電荷量為:
Qy= –d11.Fy.b/a
因此,橫向效應在合適的壓電敏感元件形狀和排列下,可以獲得較多的電荷。
橫向效應的敏感元件用于高靈敏壓力、應變和力傳感器。
電荷放大器
電荷放大器將壓電傳感器產生的電荷轉換為成比例的電壓:
Uo=–Q . 1 Cr 1+ 1 (Ct+Cr+Cc) ACr
電荷放大器可看成是電荷積分器,它總是在量程電容兩端以大小相等,極向相反的電荷補償傳感器產生的電荷。
大部分奇石樂電荷放大器具有傳感器靈敏度和測量范圍設置功能。
時間常數和漂移
應用電荷放大器需要考慮的兩個重要因素是時間常數和漂移。
時間常數T是交流耦合電路的放電時間。
在Y個時間常數的時間里,階躍輸入衰減37%:
τ = Rt.Ct
漂移是指輸出信號隨時間推移而出現的變化。
漂移決定了允許準靜態測量的時間。
奇石樂的傳感器允許直接和間接測力。
可靈活地安裝傳感器,為不同的測量任務提供解決方案。
預緊
為了實現所期望的精確測量,根據設計和應用不同壓電式傳感器需要預緊20% - 70%并可獲得壓縮力和拉伸力對稱
的測量范圍。
因此,實際測量范圍是數據表上的總測量范圍減去預緊力。
不同的安裝方式
直接測力要求傳感器*安裝在力流中測量全部力。
這種方法測量精度高,與力的作用點無關。
如果傳感器不能直接安裝在力流中,則只能測量部分力;其余的力通過其安裝的結構(作為力分流)。
間接測力時可用應變傳感器通過測量結構應變可獲得過程力。
結構受力產生的變形可通過與力成比例的應變來測量,因而過程力可間接通過表面或結構應變確定。
奇石樂的應變傳感器內部將應變轉換為成比例的力,并產生相應的電荷信號。
這也是它們通常被稱為力 - 應變傳感器的原因。
靈敏度由電荷Q(pC)/單位應變με(μm/m)確定。
直接測力
全部過程力通過傳感器(力分流n<≈10%)在力的傳遞路徑上安裝傳感器,測量全部過程力。
優點
? 靈敏度高
? 測量精度高
? 重復性高
? 線性好, 遲滯小
? 預緊和校準過的傳感器測量范圍寬、安裝便利
分流測力
部分力通過傳感器(力分流率≈10 - 99%)。
傳感器安裝在機械結構中。通常大部分過程力通過力分流傳遞。
優點
? 抗過載能力強
? 成本低
? 測量的過程力比傳感器的測量范圍可高至100/(100-n)倍
? 恒定狀態下測量精度可靠
? 高重復性
間接測力
只有極少的過程力通過傳感器(力分流率n>>99%)。
優點
? 安裝Z簡便
? 現有設備加裝簡易
? 抗過載能力強
? 成本經濟方案
應變片工作原理基于導線由于伸縮引起的長度變化電阻成比例改變的物理現象。奇石樂利用這Y原理測量旋轉軸扭矩和力。
工作原理
當所測導線發生應變ε,其長度L、橫截面積A和材料的實際電阻ρ均將變化。
通常用刻蝕測量網格的薄金屬箔(≈0.005mm)代替導線制作應變片。
這樣可得到非常小的應變片(比如1x1 mm的測量網格)可以精確地在Y個點上測量。
力探測器
應變式力傳感器中的力探測器由線彈性材料制成。
根據虎克定律公式,力探測器的載荷產生的機械應力σ與應變ε有下述線性關系
σ = E . ε
應變片測量線彈性范圍內的結構變形。
σ [N/m2]σBσSε [μm/m] εB
彈性范圍
塑性范圍
σB: Z大應力
σS: 屈服點
εB: 斷裂變形 惠斯登電橋
測量電橋由4個電阻或應變片組成,供電電壓為US。
輸出電壓UB從電橋中部輸出。
電橋的靈敏度系數EB表示和應變因子k(單位應變引起的電阻變化率)相關的輸出電壓和應變ε之間的關系。
EB= UB = k . εUS
如果是全橋,四個電阻均為應變片,其電阻值通過外部因素改變,如扭矩或力。
應變式測量鏈
電橋產生的電壓在數mV范圍內。
傳輸未放大的模擬信號的導線越短越好,以使電磁場效應Z小。
差分放大器通常先放大電壓信號,然后將其數字化。
這種放大器具有*的輸入阻抗和高共模隔離。
應變式傳感器的優點
? 無需預載測量元件即可測量拉力和壓力
? 可長時間地靜態測量
? 測量值
為了將傳感器集成于給定應用中,需要清楚以下幾點以便為選擇相關組件生成測量鏈提供基礎:
? 測量范圍和模式:直接、間接和技術
? 環境條件:溫度、氣體和液體、機械
? 用奇石樂儀器或使用客戶系統進行信號分析
理論上,被測量應該近過程獲取;Z簡單的方式是使用預緊和校準過的傳感器。墊圈式傳感器和應變傳感器在安裝后校準。
高絕緣電纜,典型絕緣值>1E13Ohm,是壓電式測量技術的重要元件,可根據環境條件選擇。
傳感器信號轉換后,可通過客戶系統的放大器評估。
為了分析XY過程(如力 – 位移監測),maXYmos系列非常適用,因其具有用戶友好操作界面和各種接口選項(Y通道:壓電式、應變式、+/- 10V;電位計式,+/- 10V,增益)。
傳感器和測量儀器必須定期校準,因為其功能及其測量不確定性會隨著頻繁應用、老化和環境因素而改變。
校準使用的儀器可溯源到國家校準參考基準,并滿足統Y的質量控制標準。校準證書記錄校準值和校準條件。
安全和可靠的測量
質量保證體系和產品責任法要求對測量質量特性的所有試驗儀器進行系統監測。這是確保測量和試驗結果可靠和高質量控制的唯Y途徑。
所有傳感器和電子測量儀器都具有Y定的測量不確定性。
由于這些偏差會隨時間而變化,試驗儀器必須定期校準。
校準過程中需要確定被測值與校準基準參考值的偏差。
校準的結果或是將實際測量值作為示數或建立修正系數。
所需相關信息記錄在校準證書中。
定義:校準是應用確定的方法在規定的條件下確定已知的輸入變量和所測的輸出變量的關系。
校準過程
校準過程中傳感器受到被測物理量如力或力矩的作用,記錄傳感器相應的輸出變量。
因為同時用可溯源校準基準測量,載荷的幅值精確可知。
根據所采用的方法不同,可在整個量程或分量程以下列不同方式校準傳感器。
? 單點校準
? 連續式校準或
? 多點階梯式校準
連續校準要求在相同時間內將載荷連續增加到確定值,然后減少到零。
通過原點確定“Z佳直線”。
該直線的斜率即為傳感器在被校準范圍內的靈敏度。
階梯式校準包括如下定義的Y個加載應用。
根據所采用的校準方法,這Y過程為階梯遞增加載或遞減卸載,每Y個階梯載荷之間可以卸載或不卸載。
在每Y階梯加載后,需要等到測量值穩定后才可進行測量。
Z佳直線與校準曲線的Z大偏差為線性。
加載和卸載曲線的Z大偏差為遲滯。
絕大多數奇石樂單分量和多分量力傳感器和力矩傳感器在廠內校準。
連續校準方式是Z適合壓電傳感器的校準方。
應變傳感器適合用階梯法校準。
奇石樂提供下述校準選項:
? 傳感器設備可送到生產中心
? 廠內現場校準
? 用于內部校準的校準設備
RITTAL 2094300?
RITTAL DK7281.035
ROEMHELD 1543-105
SMW BH-M 250-66-4 12082629
VAHLE STRECKENEINSPEISUNG KNKS 5/100 HS
RU130U-M18E-2UP8X2T-H1151 TURCK
BENDER VMD421H-D-3 B 7301 0007
IMAV VSZ-16A-APPC/30
RITTAL 7167000?
HEIDENHAIN海德漢 557649-14
COAX 528629
RITTAL SV9676.808
RITTAL 6146100?
B&R 8MSA7S.E1-C068
VAHLE SCHLEIFKOHLE MK 55
SCHUNK-雄克 SLE 50-125 331911
RITTAL TS8612.550
SMW HG-N 500 12459
RITTAL 8115235?
SMW ? 4,0 mm 339837
RITTAL 3300560?
RITTAL 8801350?
BUCHER A-VBSO-DE-30-CSL-FCB
RITTAL TS7827.534
VAHLE EINSPEISUNG UE 35/600 AE HT K4-M
NI3-EG08K-AP6X TURCK
PINTER MANOCOMB-IP65/2KA/MH 0-10bar
VAHLE MITNAHMEWAGEN MV 3-32 F/50-140
SCHUNK-雄克 AS-FPS-PGZN+200-1 301640
RITTAL BG1577.450
VAHLE ISOLATOR 5-POLIG FüR 60-200 A
B&R 8BCM0012.1111A-0
SOMMER M8x1S
SCHUNK-雄克 RPE 200-X1200-Y0800-Z500-O 381715
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RITTAL 9661020?
ROEMHELD 1895-1191
RITTAL SK3286.230
B&R 8BAC0120.001-2
RITTAL TS8800.490、STEEL
SCHUNK-雄克 SRU+63-W-90-3-8-R 354851
B&R 8BCE0007.1111A-0
SCHUNK-雄克 SRU+20-W-180-3-VM-4 361442
我們的力傳感器系列利用壓電晶體和石英的優異特性,這是我們傳感器技術的基礎。
墊圈式力傳感器是標準的壓電測量元件。
傳感器元件本身已預載。
安裝時先將傳感器裝在結構的測量點,然后按要求預緊。預緊力對應著載荷偏置。
我們的拉壓力傳感器可直接用于測量。
這些預緊過的石英力傳感器出廠前已校準,適用于測量拉壓力。
我們的微小力傳感器專為測量微小力設計。
由于其特殊的內部結構設計,這些傳感器的靈敏度是標準力傳感器的30多倍,從而可準確地測量微小力。
優點
? *的剛度,因而可獲得高固 有頻率
? 高載荷能力
? 堅固耐用
? 設計緊湊
? 測量范圍寬
? 在力流方向上直接測量
? 無形變條件下測力
? 傳感器種類豐富
奇石樂提供壓電式和應變式傳感器。
壓電式傳感器尤其適合在的安裝尺寸、溫度范圍和動力學環境下進行測量。
奇石樂主要應用壓電原理在組裝和試驗領域測量動態力。
Pierre和Jacques Curie兩兄弟于1880年發現了壓電效應。
壓電材料(來自希臘語piezein,意為擠壓或壓力)在受到機械載荷時產生電荷。
壓電傳感器絕緣電阻有限,因而不能進行真正的靜態測量。
不過采用合適的奇石樂信號調理設備,壓電傳感器具有優異的準靜態和動態測試能力。
1950年,Walter P. Kistler先生獲得了*壓電信號電荷放大器的,為已經發現了數十年的壓電效應的實際應用鋪平了道路。
利用石英晶體的壓電效應可獲得非常有價值的應用:當施加機械載荷時,可產生與作用力成比例的電荷信號。
優勢:由于晶體的高剛度,測量過程中傳感器幾乎無形變。
石英可切割成壓力敏感和剪切敏感元件。
下述不同的壓電效應的差異在于晶體的極軸與作用力方向的相互關系不同:
? 縱向效應
? 剪切效應
? 橫向效應
優點
? 尺寸緊湊
? 測力范圍寬
? 優異的抗過載能力
? 無磨損
? 高剛度和高固有頻率
? 可在無形變情況下測量
縱向效應
在受力表面產生電荷,用靜電計可以測量電荷。
在縱向壓電效應中,電荷量Q只取決于力Fx的大小,與晶體的尺寸無關。
增加電荷的唯Y方法是連接幾個晶體片,機械串聯,信號電子并聯。
輸出電荷量如下:
Qx=d11.Fx.n
壓電系數d11是不同方向上的晶體靈敏度。
因此晶體切割的位置決定了石英拉壓力傳感器的性能和應用領域。
產生縱向效應的壓電敏感元件切割對壓縮力敏感,因此適合于簡單和堅固的力傳感器.
剪切效應
類似于縱向效應,剪切效應中的壓電靈敏度與壓電敏感元件的大小和形狀無關。
載荷作用下,在壓電敏感元件的表面產生電荷。
在x方向的載荷作用下,機械串聯和信號電子并聯的n個敏感元件產生的電荷量為:
Qx= 2 .d11.Fx.n
剪切敏感壓電元件用于測量剪切力、扭矩與應變和加速度的傳感器。
剪切效應的傳感器具有對溫度波動不敏感的優異特性,因為溫度波動引起傳感器結構應力的變化作用在
剪切敏感軸的垂直方向。
橫向效應
橫向效應中,作用在y軸方向上的力Fy在相應x軸的表面上產生電荷。
與縱向壓電效應不同,在非受載表面產生的電荷量與壓電敏感元件的尺寸成正比。
假設敏感元件的尺寸為a(厚度)和b(高度/長度)產生的電荷量為:
Qy= –d11.Fy.b/a
因此,橫向效應在合適的壓電敏感元件形狀和排列下,可以獲得較多的電荷。
橫向效應的敏感元件用于高靈敏壓力、應變和力傳感器。
電荷放大器
電荷放大器將壓電傳感器產生的電荷轉換為成比例的電壓:
Uo=–Q . 1 Cr 1+ 1 (Ct+Cr+Cc) ACr
電荷放大器可看成是電荷積分器,它總是在量程電容兩端以大小相等,極向相反的電荷補償傳感器產生的電荷。
大部分奇石樂電荷放大器具有傳感器靈敏度和測量范圍設置功能。
時間常數和漂移
應用電荷放大器需要考慮的兩個重要因素是時間常數和漂移。
時間常數T是交流耦合電路的放電時間。
在Y個時間常數的時間里,階躍輸入衰減37%:
τ = Rt.Ct
漂移是指輸出信號隨時間推移而出現的變化。
漂移決定了允許準靜態測量的時間。
奇石樂的傳感器允許直接和間接測力。
可靈活地安裝傳感器,為不同的測量任務提供解決方案。
預緊
為了實現所期望的精確測量,根據設計和應用不同壓電式傳感器需要預緊20% - 70%并可獲得壓縮力和拉伸力對稱
的測量范圍。
因此,實際測量范圍是數據表上的總測量范圍減去預緊力。
不同的安裝方式
直接測力要求傳感器*安裝在力流中測量全部力。
這種方法測量精度高,與力的作用點無關。
如果傳感器不能直接安裝在力流中,則只能測量部分力;其余的力通過其安裝的結構(作為力分流)。
間接測力時可用應變傳感器通過測量結構應變可獲得過程力。
結構受力產生的變形可通過與力成比例的應變來測量,因而過程力可間接通過表面或結構應變確定。
奇石樂的應變傳感器內部將應變轉換為成比例的力,并產生相應的電荷信號。
這也是它們通常被稱為力 - 應變傳感器的原因。
靈敏度由電荷Q(pC)/單位應變με(μm/m)確定。
直接測力
全部過程力通過傳感器(力分流n<≈10%)在力的傳遞路徑上安裝傳感器,測量全部過程力。
優點
? 靈敏度高
? 測量精度高
? 重復性高
? 線性好, 遲滯小
? 預緊和校準過的傳感器測量范圍寬、安裝便利
分流測力
部分力通過傳感器(力分流率≈10 - 99%)。
傳感器安裝在機械結構中。通常大部分過程力通過力分流傳遞。
優點
? 抗過載能力強
? 成本低
? 測量的過程力比傳感器的測量范圍可高至100/(100-n)倍
? 恒定狀態下測量精度可靠
? 高重復性
間接測力
只有極少的過程力通過傳感器(力分流率n>>99%)。
優點
? 安裝Z簡便
? 現有設備加裝簡易
? 抗過載能力強
? 成本經濟方案
應變片工作原理基于導線由于伸縮引起的長度變化電阻成比例改變的物理現象。奇石樂利用這Y原理測量旋轉軸扭矩和力。
工作原理
當所測導線發生應變ε,其長度L、橫截面積A和材料的實際電阻ρ均將變化。
通常用刻蝕測量網格的薄金屬箔(≈0.005mm)代替導線制作應變片。
這樣可得到非常小的應變片(比如1x1 mm的測量網格)可以精確地在Y個點上測量。
力探測器
應變式力傳感器中的力探測器由線彈性材料制成。
根據虎克定律公式,力探測器的載荷產生的機械應力σ與應變ε有下述線性關系
σ = E . ε
應變片測量線彈性范圍內的結構變形。
σ [N/m2]σBσSε [μm/m] εB
彈性范圍
塑性范圍
σB: Z大應力
σS: 屈服點
εB: 斷裂變形 惠斯登電橋
測量電橋由4個電阻或應變片組成,供電電壓為US。
輸出電壓UB從電橋中部輸出。
電橋的靈敏度系數EB表示和應變因子k(單位應變引起的電阻變化率)相關的輸出電壓和應變ε之間的關系。
EB= UB = k . εUS
如果是全橋,四個電阻均為應變片,其電阻值通過外部因素改變,如扭矩或力。
應變式測量鏈
電橋產生的電壓在數mV范圍內。
傳輸未放大的模擬信號的導線越短越好,以使電磁場效應Z小。
差分放大器通常先放大電壓信號,然后將其數字化。
這種放大器具有*的輸入阻抗和高共模隔離。
應變式傳感器的優點
? 無需預載測量元件即可測量拉力和壓力
? 可長時間地靜態測量
? 測量值
為了將傳感器集成于給定應用中,需要清楚以下幾點以便為選擇相關組件生成測量鏈提供基礎:
? 測量范圍和模式:直接、間接和技術
? 環境條件:溫度、氣體和液體、機械
? 用奇石樂儀器或使用客戶系統進行信號分析
理論上,被測量應該近過程獲取;Z簡單的方式是使用預緊和校準過的傳感器。墊圈式傳感器和應變傳感器在安裝后校準。
高絕緣電纜,典型絕緣值>1E13Ohm,是壓電式測量技術的重要元件,可根據環境條件選擇。
傳感器信號轉換后,可通過客戶系統的放大器評估。
為了分析XY過程(如力 – 位移監測),maXYmos系列非常適用,因其具有用戶友好操作界面和各種接口選項(Y通道:壓電式、應變式、+/- 10V;電位計式,+/- 10V,增益)。
傳感器和測量儀器必須定期校準,因為其功能及其測量不確定性會隨著頻繁應用、老化和環境因素而改變。
校準使用的儀器可溯源到國家校準參考基準,并滿足統Y的質量控制標準。校準證書記錄校準值和校準條件。
安全和可靠的測量
質量保證體系和產品責任法要求對測量質量特性的所有試驗儀器進行系統監測。這是確保測量和試驗結果可靠和高質量控制的唯Y途徑。
所有傳感器和電子測量儀器都具有Y定的測量不確定性。
由于這些偏差會隨時間而變化,試驗儀器必須定期校準。
校準過程中需要確定被測值與校準基準參考值的偏差。
校準的結果或是將實際測量值作為示數或建立修正系數。
所需相關信息記錄在校準證書中。
定義:校準是應用確定的方法在規定的條件下確定已知的輸入變量和所測的輸出變量的關系。
校準過程
校準過程中傳感器受到被測物理量如力或力矩的作用,記錄傳感器相應的輸出變量。
因為同時用可溯源校準基準測量,載荷的幅值精確可知。
根據所采用的方法不同,可在整個量程或分量程以下列不同方式校準傳感器。
? 單點校準
? 連續式校準或
? 多點階梯式校準
連續校準要求在相同時間內將載荷連續增加到確定值,然后減少到零。
通過原點確定“Z佳直線”。
該直線的斜率即為傳感器在被校準范圍內的靈敏度。
階梯式校準包括如下定義的Y個加載應用。
根據所采用的校準方法,這Y過程為階梯遞增加載或遞減卸載,每Y個階梯載荷之間可以卸載或不卸載。
在每Y階梯加載后,需要等到測量值穩定后才可進行測量。
Z佳直線與校準曲線的Z大偏差為線性。
加載和卸載曲線的Z大偏差為遲滯。
絕大多數奇石樂單分量和多分量力傳感器和力矩傳感器在廠內校準。
連續校準方式是Z適合壓電傳感器的校準方。
應變傳感器適合用階梯法校準。
奇石樂提供下述校準選項:
? 傳感器設備可送到生產中心
? 廠內現場校準
? 用于內部校準的校準設備
德國SENSOPART 526-51353
德國SENSOPART 526-51353