3-Achsen-Wägezellen 101
Die 3-Achsen-Kraftmessdosen von Interface sind wertvolle Sensoren für fortschrittliche Kraftmessungen in Test- und Messanwendungen. Diese mehrachsigen Sensoren sind für die gleichzeitige Messung von Kräften entlang dreier zueinander senkrecht stehender Achsen ausgelegt: X, Y und Z.
Interface bietet eine Reihe von Mehrachsensensoren an, darunter mehrere 3-Achsen-Kraftmessdosen mit unterschiedlichen Kapazitäten, Abmessungen und Spezifikationen. Die 3-Achsen-Wägezellen von Interface, wie z. B. die der Serie 3A, sind für einen breiten Bereich von Kapazitäten ausgelegt, von 10 N bis 500 kN (4,5 lbf bis 112K lbf). Ein wesentliches Merkmal ist, dass jede Achse ein eindeutiges mV/V-Ausgangssignal liefert, das keine mathematische Manipulation für standardmäßige 3-Achsen-Kraftmessungen (Fx, Fy, Fz) erfordert, da jedes Signal direkt mit einer bestimmten Messrichtung korreliert. Dies wird durch die Kombination von drei einachsigen Sensoren, jeder mit seiner eigenen Wheatstone-Brücke, in einer einzigen, kompakten Einheit erreicht. Diese Konstruktion minimiert auch exzentrische Belastungseffekte und Übersprechen zwischen den Achsen.
Für komplexere Analysen verwenden einige mehrachsige Sensoren, wie die Serie 3AFM, eine zusammengesetzte Biegung mit mehreren vollständigen Wheatstone-Brücken. In diesen Fällen reagieren alle Brücken auf angelegte Lasten, und die einzelnen Achsenwerte werden über eine Kalibrierungskoeffizientenmatrix berechnet. Dies erfordert häufig eine mathematische Verarbeitung, die in der Regel von den zugehörigen Messgeräten übernommen wird.
Bei der Auswahl einer 3-Achsen-Wägezelle ist es entscheidend, die Lasten und die Geometrie auf Systemebene zu berücksichtigen und sicherzustellen, dass die gewählte Kapazität sowohl für die Messlasten als auch für potenzielle Spitzen- oder Fremdlasten geeignet ist. Es ist auch wichtig zu beachten, dass die relativen Kapazitäten je nach Richtung variieren können, daher sollten Sie den primären Sensortyp für Ihre Hauptlastrichtung bevorzugen.
Warum sollten Sie sich für 3-Achsen-Sensoren entscheiden?
Mehrachsige Sensoren bieten erhebliche Vorteile bei der Prüfung und Messung, darunter ein vollständigeres Bild für die Analyse. Die fünf wichtigsten Gründe für die Wahl eines 3-Achsen-Sensors für Ihr Projekt:
#Nr. 1 – Konsolidierung von Messsignalen und Einsparung von Prüfraum. Statt mehrerer einachsiger Sensoren kann ein kompakter Mehrachsensensor die Aufgabe übernehmen.
#Nr. 2 – Messen Sie unerwünschtes Übersprechen des Systems. Sie können Kräfte oder Momente quantifizieren, die unbeabsichtigt in andere Richtungen als die primäre Prüfachse einwirken könnten.
#Nr. 3 – Quantifizierung von Reaktionslasten mit mehrachsigen Sensoren, die Reaktionslasten durch einen Prüfgegenstand auf der „Nicht-Mess“-Seite messen können, was ein umfassenderes Verständnis der Kraftdynamik ermöglicht.
#4 – Mehr Daten, mehr Verständnis, da mehrachsige Sensoren letztlich reichhaltigere, umfassendere Daten liefern, die zu tieferen Einsichten in die Kraft- und Drehmomentdynamik führen.
#5 – Schnellere Ergebnisse ohne zusätzlichen mathematischen Aufwand bei der Verwendung von 3-Achsen-Kraftmessungen (Fx, Fy, Fz), da jedes Signal direkt mit einer bestimmten Messrichtung korreliert.
3-Axis Load Cell Specifications and Models
Interface bietet eine Reihe von 3-Achsen-Kraftmessdosenmodellen an, die jeweils unterschiedliche Spezifikationen aufweisen und auf verschiedene Anwendungen zugeschnitten sind. Die Anwendungsbereiche reichen von der Messung des Auswuchtens von Robotern bis zur Prüfung von Flugzeugstrukturen. Hier sind die Produktreihen für Interface 3-Achsen-Wägezellen.
3A-Serie 3-Achsen-Kraftmessdosen
Die Serie 3A misst Kräfte gleichzeitig in drei zueinander senkrechten Achsen (X, Y und Z) und kann sowohl Zug als auch Druck ausüben. Jede Achse liefert einen vollständigen Brückenausgang und verwendet unabhängige Brücken für Fx, Fy und Fz, was keine mathematische Manipulation erfordert. Diese Serie wurde entwickelt, um exzentrische Belastungseffekte und Übersprechen zwischen den Kanälen zu minimieren.
- Messung: Fx, Fy, Fz
- Kraftbereich: 10 N bis 500 kN (4,5 lbf bis 112K lbf)
- Hauptmerkmale:
- 3 unabhängige Brücken für Fx, Fy, Fz
- Kompakte Größe
- Geringes Nebensprechen
- mV/V-Ausgang
- Temperaturkompensiert
- IP-Schutzarten (nach Modell):
- 3A60A – IP65, 3A120: IP66 – 3A160 – IP67, 3A300: IP67 und 3A400 – IP67
- Typische Anwendungen: Luft- und Raumfahrt, Robotik, Automobilindustrie, medizinische Forschung (Orthopädie und Biomechanik).
3A40 3-Achsen-Wägezelle
Die 3A40 3-Achsen-Wägezelle ist ein spezielles, kompaktes und leichtes Modell der 3A-Serie, das aus einer Aluminiumlegierung besteht. Sie bietet drei unabhängige Achsen (Fx, Fy, Fz) in einem kleinen Paket. Jede Achse liefert einen eindeutigen mV/V-Ausgang und erfordert keine mathematische Manipulation, und sie ist so konzipiert, dass exzentrische Belastungseffekte und Übersprechen minimiert werden.
- Messung: Fx, Fy, Fz
- Kraftbereich: 2 N bis 50 N (0,45 lbf bis 11,2 lbf)
- Verfügbare Kapazitäten: 2 N, 10 N, 20 N und 50 N
- Hauptmerkmale:
- 3 unabhängige Brücken für Fx, Fy, Fz
- Kompakte Größe
- Geringes Übersprechen
- Leichte Konstruktion aus Aluminiumlegierung
- IP-Bewertung: IP65
- Typische Anwendungen: Präzise Kraftmessung bei beengten Platzverhältnissen.
3AFM Serie 3-Achsen Kraft- und Drehmoment-Wägezellen
Die mehrachsige Serie 3AFM ist ideal für Prüfaufgaben in der Qualitätssicherung und Materialprüfung und bietet ein kompaktes und flaches Design. Sie verfügt über vier unabhängig voneinander verdrahtete DMS-Messfedern, die die Berechnung von Axialkraft (Fz) und Biegemomenten (Mx und My) ermöglichen. Darüber hinaus ermöglicht seine Konstruktion die Bestimmung von Horizontalkräften (Fx und Fy) und Biegemomenten auf der Grundlage des Abstands der Krafteinleitung von der Sensoroberfläche, wobei die Signalverarbeitung durch eine Kalibriermatrix vereinfacht wird.
- Messung: Fz, Mx, My (und kann Fx, Fy basierend auf dem Kraftübertragungsabstand ableiten)
- Kraft/Drehmomentbereich:
- Kraft: 20 N bis 5000 N (4,5 lbf bis 1124 lbf)
- Drehmoment: 0,2 Nm bis 100 Nm (0,001 lbf-in bis 0,57 lbf-in)
- Hauptmerkmale:
- Kompaktes und flaches Design (12-14 mm Dicke)
- Vier unabhängig voneinander verdrahtete Dehnungsmessstreifen-Messfedern
- Einfache Kalibrierungsmatrix für die Signalverarbeitung
- Optionen mit 70 oder 100 mm Durchmesser
- Edelstahl oder Aluminiumlegierung
- IP-Bewertung: IP66
- Modelle: 3AFM70, 3AFM110
- Typische Anwendungen: Inspektionsaufgaben, Qualitätssicherung, Materialprüfung.
Runde 3-Achsen-Wägezellen der Serie 3AR
Die Serie 3AR eignet sich für eine Vielzahl industrieller und wissenschaftlicher Anwendungen und ermöglicht gleichzeitige Messungen in drei unabhängigen Achsen. Diese Wägezellen sind so konzipiert, dass sie über alle drei Achsen hinweg eine gleichbleibende Kapazität bieten und können für unterschiedliche Kapazitäten, höhere Temperaturen oder OEM-/Privatetikettenanforderungen angepasst werden.
- Messung: Fx, Fy, Fz
- Kraftbereich: 5 kN bis 1000 kN (1.1K lbf bis 224K lbf)
- Hauptmerkmale:
- 3 unabhängige Brücken für Fx, Fy, Fz
- Kompakte Größe
- Geringes Übersprechen
- Temperaturkompensiert
- Optionale Erweiterungen:
- BSC4A Verstärker für skalierte Analogausgänge für alle 3 Kanäle gleichzeitig
- BSC4D PC-Schnittstellenmodul zur Protokollierung, grafischen Darstellung und Anzeige von Daten für alle 3 Kanäle gleichzeitig
- Typische Anwendungen: Luft- und Raumfahrt, Robotik, Automobilindustrie, medizinische Forschung (Orthopädie und Biomechanik), 6-achsige Kraft-/Drehmomentplattformen (bestehend aus 4x 3AR-Sensoren).
5200XYZ 3-Achsen-Kraft-Moment-Wägezelle
Die LowProfile-Wägezelle 5200XYZ Multi-Axis Sensor wurde speziell für Anwendungen entwickelt, bei denen zusätzlich zu den Axiallasten auch Momentlasten gemessen werden müssen. Diese Fähigkeit ist entscheidend für die Bestimmung des Schwerpunkts oder die Erkennung von Ausrichtungsfehlern. Die LowProfile-Konstruktion gewährleistet eine sehr hohe Schub- und Momentensteifigkeit.
- Messung: Schubkraft (Axialkraft) und Moment senkrecht zur Schubachse
- Kraft/Moment Bereich:
- Kraft: 4,45 kN bis 222 kN (1K lbf bis 50K lbf)
- Moment: 45,2 Nm bis 2,26K Nm (400 lbf-in bis 20K lbf-in)
- Hauptmerkmale:
- Gleichzeitige Messung von Schub und rechtwinkligem Moment
- Die Schubachse funktioniert genau nach den Spezifikationen des Modells 1200
- Sehr hohe Schubsteifigkeit
- Sehr hohe Momentensteifigkeit aufgrund der LowProfile-Konstruktion
- Modelle: 5210, 5220
- Typische Anwendungen: Bestimmung des Schwerpunkts (CoG), Erkennung von Ausrichtungsfehlern und Anwendungen, die eine gleichzeitige Messung von Kraft und Moment erfordern.
Anwendungsfälle für 3-Achsen-Wägezellen
Die 3-Achsen-Wägezellen von Interface sind äußerst vielseitig und werden in einer Vielzahl von industriellen und wissenschaftlichen Anwendungen eingesetzt:
- Luft- und Raumfahrt zur Prüfung von Komponenten für Luft- und Raumfahrzeuge.
- Robotik zur Gewährleistung eines sicheren Betriebs und einer präzisen Kraftkontrolle in Robotersystemen und kollaborierenden Robotern (Cobots). Lesen Sie mehr.
- Automobilindustrie für die Messung von Kräften in Fahrzeugkomponenten, Crashtests und Leistungsbewertung.
- Medizinische Forschung für kritische Anwendungen in der Orthopädie und bei biomechanischen Studien, z. B. zur Analyse von Gelenkkräften oder der Leistung von Prothesen.
- Fertigung und Automatisierung für die Messung von Kräften bei Montage-, Zusammenbau-, Schneid- oder Stanzvorgängen. Lesen Sie mehr.
- Prüfung von Hebezeugen zur Überprüfung des sicheren Betriebs und der Tragfähigkeit von Hebebühnen und anderen Hebemaschinen. Lesen Sie mehr.
- Reibungstests dienen der genauen Messung von Reibungskräften in Materialien und Komponenten. Lesen Sie mehr dazu.
- Produkttests in virtueller Realität zur Bewertung der Benutzerinteraktion und der Kräfte während der Benutzung.
- Bewegungsverfolgung und Navigationssysteme für die Bereitstellung kritischer Kraftrückmeldungen für fortschrittliche Systeme.
3-Achsen-Sensorsysteme
Interface bietet Komplettlösungen für 3-Achsen-Wägezellensysteme. Zum Beispiel durch die Kombination von fortschrittlichen 3-Achsen-Wägezellen der Serie 3A und der 4-Kanal-Instrumentierung BSC4. Der mehrachsige Sensor der Serie 3A erfasst die X-, Y- und Z-Kräfte mit minimalem Übersprechen. Gleichzeitig bietet der BSC4D USB-Konnektivität und Datenprotokollierungsfunktionen über die BlueDAQ-Software, so dass Benutzer die Ergebnisse sofort auf einem Computer grafisch darstellen und analysieren können. Der BSC4A-Verstärker bietet ±10V- und 4-20mA-Ausgänge für den Anschluss an SPS oder Datenerfassungssysteme, während das BSC4D-PC-Schnittstellenmodul die BlueDAQ-Software von Interface für die Aufzeichnung, grafische Darstellung und Anzeige von Daten enthält. Erfahren Sie mehr über die Funktionsweise und die Komponenten dieses Systems, indem Sie sich die 3A-Serie der 3-Achsen-Wägezelle, den BSC4D-Multikanal-Digital-PC-Interface-Sensor und das Datenerfassungssystem von Interface ansehen. Diese Systeme ermöglichen die Überwachung und Aufzeichnung von Kraftdaten in Echtzeit und bieten wertvolle Erkenntnisse für Konstruktion, Prüfung und Qualitätssicherung.
3-Achsen-Kraftmessdosen von Interface sind eine kompakte, effiziente und hochpräzise Lösung für die Messung komplexer Kraftdynamiken und bieten einen umfassenderen Überblick als einachsige Sensoren. Entdecken Sie unsere standardmäßigen, hochpräzisen 3-Achsen-Kraftmessdosenoptionen, um tiefere Einblicke in Ihre Kraft- und Drehmomentdynamik zu erhalten, im Interface Multi-Axis Sensor Selection Guide.
Haben Sie eine bestimmte Anwendung im Sinn, für die Sie den Einsatz einer 3-Achsen-Wägezelle in Betracht ziehen, oder möchten Sie sich über die Spezifikationen eines bestimmten Modells informieren? Kontaktieren Sie uns, um mehr über Ihre Optionen zu erfahren. Machen Sie sich mit der Multi-Achsen-Produktlinie in unserer Produktbroschüre für Multi-Achsen-Sensoren vertraut.