5

Udoskonalona dokładność przetworników siły HBM

Jako wynik wielu udoskonaleń detali, HBM zwiększyło dokładność przetwornika siły U10M, więc jakie są tego zalety w praktyce? Przetwornik U10M zawsze był precyzyjnym przetwornikiem, co więcej jest również mocny - występuje w wielu wersjach, łącznie z klasą ochrony IP69, jest nierdzewny, nieczuły na momenty gnące i dzięki systemowi modułowemu może być konfigurowany na wiele sposobów. Teraz, cechy takie jak liniowość, histereza i względny błąd odwracalności, które wpływają na dokładność przetwornika zostały zoptymalizowane. Wynikiem są: mniejsza niepewność pomiaru dla bardziej znaczących wyników badań, mniejsza ilość odpadów w testach końcowych na linii produkcyjnej i niższe koszty inwestycyjne użytkownika.

Analiza błędu pomiarów z użyciem przetworników siły.
Prowadząc pomiary z użyciem przetworników siły rozróżnia się dwie grupy błędów: błędy, które generują określony sygnał wyjściowy niezależnie od przyłożonej do nich siły i błędy, których wielkość jest proporcjonalna do przyłożonej siły w momencie obserwacji.
Wpływ temperatury na punkt zerowy jest przykładem błędu niezależnego od obciążenia: Ta odchyłka pomiaru generuje określoną wartość, która jest niezależna od zmierzonej siły. Jeżeli taki błąd jest rozpatrywany względem sygnału wyjściowego, można zauważyć, że wpływ TC0 jest zawsze szczególnie wyrażony jako jedynie mały odsetek użytej znamionowej siły. Wartość bezwzględna jest zawsze taka sama, ale wzrasta w tej sytuacji wskutek małemu odsetkowi użytecznego sygnału. Dodatkowo do TC0, błąd liniowości jest również zależny od wartości końcowej.
Błędy, które są zależne od aktualnej wartości są obliczane względem aktualnie przyłożonemu sygnałowi. To dotyczy na przykład zależności temperatury od czułości (TCS), pełzania lub nawet tolerancji kalibracji, która mogła być przeprowadzona.

Rachunek błędu
Błędy są teraz obliczane zgodnie z następującą zasadą:
  • Każdy indywidualny błąd jest obliczany na podstawie informacji technicznej producenta (TC0, wpływ liniowości, histereza itp.). Czy parametr odnosi się do wartości pełnej skali, czy wartości zmierzonej - to trzeba właściwie rozważyć np. czy jest zależny od wartości pełnej skali lub wartości aktualnej. Parametry procesowe muszą być również rozważone.
  • Błąd musi być teraz określony współczynnikiem statystycznym, który wynika z rodzaju dystrybucji. Z uwagi, że ten krok jedynie redukuje obliczaną niepewność pomiaru, może być zwolniony z dalszego szacowania - nie ma potrzeby dalej go analizować.
  • Wszystkie błędy indywidualne są teraz potęgowane - dodawane do siebie, a następnie obliczany jest pierwiastek z całej sumy.
  • Wynik określa współczynnik, który determinuje prawdopodobieństwo, że obliczona niepewność pomiaru zostanie osiągnięta.
Jak wyjaśniono powyżej, wielkości wpływające na wartości pełnej skali są szczególnie istotne.
Jednak, jest również ważne, aby zwrócić uwagę na największy błąd indywidualny. W procedurze opisanej powyżej poprawa ma sens jedynie jeżeli najbardziej wpływające wielkości zostały celowo zoptymalizowane. Poprawianie tylko jednej cechy nie ma sensu. Dobry przetwornik siły powinien mieć równe i dobre parametry.
Które parametry zostały zoptymalizowane?
Jako część udoskonaleń U10M, zoptymalizowano wszystkie parametry, które skutkują rzeczywistą poprawą w praktyce. Poniżej znajduje się lista wyjaśnień.
Względny błąd powtarzalności
Względny błąd powtarzalności określa dokładność odtwarzalności czujnika. Jak duży jest rozrzut wyników pomiaru jeżeli przetwornik jest poddany powtarzalnie takiemu samemu obciążeniu? Względny błąd powtarzalności dostarcza informacji o tym. Im ta wartość niższa, tym lepiej czujnik odtwarza i tym pewniej wynik jego kalibracji może być przenoszony w praktyce.
Liniowość
Liniowość określa odchyłkę wartości zmierzonej od pożądanej idealnej charakterystyki czujnika. Im niższa liniowość, tym precyzyjniej siła pomiędzy punktami kalibracyjnymi może być zidentyfikowana.
Względny błąd odwracalności (histereza)
Jeżeli przetwornik jest obciążany do wartości siły znamionowej i siła narasta, a następnie siła jest zdjęta, można zauważyć małą różnicę pomiędzy dwoma seriami testów przy tej samej sile. Ta różnica jest względnym błędem odwracalności (histerezą) przetwornika siły. W przypadku pomiarów dynamicznych w dużym zakresie siły mierzonej, względny błąd odwracalności jest głównym czynnikiem wpływającym na wynik.
Pełzanie
Z uwagi na efekt sprężystości elementów przetwornika siły (materiał sprężysty i tensometry), występują niewielkie zmiany w sygnale wyjściowym przy stałym działaniu siły. Jest to niezależne od wielu zagadnień pomiarowych. Jednak, jeżeli długotrwałe zagadnienia pomiarowe mają być przeprowadzone, niska wartość pełzania jest bardzo istotna.
Współczynnik temperaturowy sygnału zerowego (TC0)
TC0 jest istotną własnością techniczną, w wielu przypadkach najważniejszą. Wartość określa wielkość sygnału zerowego przetwornika siły przy zmianach temperatury. Ta informacja jest bardzo istotna, szczególnie gdy małe siły mają być mierzone, ponieważ ten wpływ jest zawsze znaczący - niezależnie od mierzonej siły. Względny wpływ wzrasta wraz ze zmniejszaniem mierzonych wartości.



SKONTAKTUJ SIĘ Z NAMI