TorqSense SGR520 Series

 

• Digitální vzorkovací rychlost: 4000 vzorků/minutu
• Minimální chyby bočního a koncového zatížení
• Nízká odchylka linearity: ± 0,05 % FSD
• Nízká chyba hystereze: ± 0,05 % FSD
• Opakovatelnost 0,05 % FS
• Rozlišení 0,01 % FS
• Nulová změna signálu točivého momentu s rotací (cyklická variace)

Popis

Digitální rotační tenzometry SGR firmy TorqSense používají bezdotykovou technologii snímání bez hlučných sběracích kroužků a jejich opotřebení. Jsou vhodné pro měření točivého (krouticího) momentu, testování, zpětnovazební řízení hnacích mechanismů a aplikace v řízení procesů. Převodníky řady SGR využívají moderní techniku úpravy signálu tenzometru a tak poskytují širokopásmové a levné řešení měření točivého momentu i s možností velkého překročení rozsahu a přetížení.

Technologie

Převodník SGR používá k měření tenze působící na hřídel čtyřelementový tenzometrický můstek. Úplný můstek pomáhá v některých testovacích nastaveních snižovat chyby způsobené mimoosovými silami, které někdy nechtěně působí na převodník. Úplný můstek (na rozdíl od polovičního můstku – half bridge) také zvyšuje citlivost při měření deformace.

Ultraminiaturní mikrokontrolér namontovaný na rotoru měří tenzometrický můstek a digitálně přes indukční cívku přenáší informace zpět do statoru, čímž se eliminuje jakýkoli šum který se obvykle vyskytuje při použití snímání sběracími kroužky a jiných analogových metod přenosu dat točivého momentu z rotoru na stator. Díky krátké vzdálenosti mezi prvky tenzometru a měřicími obvody rotoru je naindukování vnějšího rušivého šumu do přívodů měřidla prakticky eliminováno.

Mezi výhody patří vysoký limit mechanického přetížení s přesným měřením točivého momentu i v těchto extrémech, a vícebodová kalibrace pro eliminaci chyb linearity uvnitř senzoru. Schopnost odolat velkému překročení rozsahu umožňuje při provozu snímače v blízkosti jeho nejvyšší meze rozsahu zachytit špičky signálu točivého momentu věrněji, bez jakéhokoli poklesu.To vše činí ze snímačů točivého momentu řady SGR velmi robustní a přesné řešení měření točivého momentu.

Vlastnosti

• Digitální výstupy, RS232, CANbus a USB pro propojení s moderní přístrojovou technikou a notebooky.
• Digitální vstup pro konfiguraci převodníku přes PC.
• Dva uživatelsky volitelné napěťové nebo proudové analogové výstupy (jeden pro točivý moment a druhý pro rychlost, výkon nebo špičkový točivý moment) pro propojení s analogovými přístroji.
• Software pro konfiguraci převodníku, který uživateli umožňuje měnit proměnné převodníku.
• Vlastní diagnostika BIT (Built in Test), která uživatelům sděluje, že data jsou důvěryhodná, že nebyl překročen točivý moment, jmenovité otáčky a kalibrované datum splatnosti.
• Výstupní pin „Status senzoru“.
• Senzory pro sledování teploty hřídele pro lepší kompenzaci a přesnost.
• Možnost připojení až 10 převodníků pomocí USB.
• Volitelný modul externí ethernetové brány.

Technické údaje

Rozsah krouticího momentu	Nm	0-1	0-1,1	0-21	0-101	0-501	0-2000
Maximálně (pozn. 1 a 2)	Nm	-	0-20	0-100	0-500	0-2000	0-13000
Průměr hřídel	mm	6	12	20	30	50	75

Specifikace

Kombinovaná nelinearita a hystereze: ±0,1% FSD
Rozlišení: 0,01% FS
Opakovatelnost: 0,05% FS
Přesnost při 20°C, SM (viz pozn. 4) : ±0,2% FS
Šířka pásma pro 3 dB (viz pozn. 5 a 6) : 250 Hz (výchozí průměr = 16)

Přesnost % FS při 20°C, SM:	±0,1
Digitální zprůměrování N (pozn. 5)	2	4	8	16	32	64	128	256
Hladina hluku %FS při 20°C, SM (pozn. 4)	0,06	0,04	0,03	0,02	0,015	0,01	0,01	0,01
Šířka pásma [Hz] pro 3 dB (pozn. 6)	2 000	1 000	500	250	125	61	30	15

Digitální výstup 

Připojení	CAN Bus	RS232	USB
Konfigurace	CAN 2.0B, 11bit Message Identifiers	Data Bits: 8, Parity: None, Stop Bits:1	USB 2.0 Full-Speed
Přenosová rychlost	1 Mbps, 500 kbps, 250 kbps, 100 kbps	115200 bps, 38400 bps, 9600 bps	12 Mbps
Výstupní frekvence	až do 10 kHz	až do 1,1 kHz	jednotlivý přenost až 500 Hz hromadný přenos až do 10 kHz

Analogový výstup (krouticí moment/ rychlost/ výkon)

Výstupní napětí: volitelné obsluhou ±1 V, ±5 V, ±10 V (výchozí nastavení ±5 V)
Zatěžovací impedance: maximálně 1 kΩ
Výstupní proudy: volitelné obsluhou 4-20 mA, 0-20 mA, 12±8 mA
Odpor smyčky 4-20 mA: Nesmí překročit 400 Ω

Systém měření rychlosti otáčení / úhlu otočení

Měřicí metoda: optické snímání skrz štěrbiny v kotoučku
Přímý výstupní signál: výstupní pulsy přímo z optočlenu (TTL, 5 V obdélníkové pulzy)
Přesnost: ±1 ot./min až do 30 000 ot./min

Rychlost otáčení ot./min max. (viz pozn. 3)

30 000

20 000

15 000

12 000

9 000

6 000

Techniky digitálního zpracování

Režimy zpracování běží současně a lze je použít buď na analogový kanál, nebo k nim přistupovat jednotlivě prostřednictvím digitálního připojení.

Teplota

Měřicí metoda: platinový teploměr umístěný na hřídeli
Přesnost teploty: ±1°C
Referenční teplota T_RT: 20°C
Provozní teplota ΔT_O –10°C až +50°C
Skladovací teplota ΔT_S –20°C až +70°C
Teplota: koeficient nuly 0,002 %
Teplota: koeficient rozpětí (span) 0,01%

Napájení

Jmenovité stejnosměrné napětí: 12 až max. 32 V
Napájecí proud: 250 mA (max.) při 12 V
Příkon: 3 W
Zvlnění napájecího napětí: 500 mVp-p (špička-špička) nad jmenovitým napájecím napětím

Elektromagnetická slučitelnost

EMC kompatibilita: EN 61326:2006

Poznámky:

Poznámka 1: Mezi rozsahy je možný jakýkoli točivý moment/FSD – uveďte maximální jmenovitý točivý moment.
Poznámka 2: Maximální jmenovitý točivý moment který by neměl být překročen.
Poznámka 3: Pro aplikace vyžadující otáčky, které překračují maximální uvedené hodnoty, se obraťte na výrobce. Snímače s krytím IP65 budou mít značně snížené provozní rychlosti, může být ovlivněn zvýšený odporový moment a přesnost.
Poznámka 4: SM – Statický režim. Dynamické hodnoty budou záviset na uživatelské aplikaci a musí být odpovídajícím způsobem upraveny.
Poznámka 5: Digitální průměrování může uživatel konfigurovat pro optimalizaci přesnosti/frekvenční odezvy pro konkrétní uživatelské aplikace. Digitální průměrování výchozí nastavení je N=16. Podrobnosti viz uživatelská příručka.
Poznámka 6: Vzorkovací frekvence >5 kHz. Vzorkovací frekvence až 10 kHz je možná, obraťte se na výrobce. Digitální zprůměrování také ovlivňuje analogový výstup, max analogový výstup 3dB Šířka pásma = 5kHz, když je digitální průměr 1.

Slovníček
torque - točivý moment
torque signal - signál točivého momentu
strain gauge - tenzometr
slide deviation - odchylka skluzu
slide ring - sběrací kroužek
high digital sample rate - vysoká digitální vzorkovací frekvence
torque data smoothness - plynulost dat točivého momentu
low pass filter - dolní propust
Mbps, kbps - mega (kilo) bitů za sekundu
RMP - počet otáček za minutu
SM - statický režim
DC - stejnosměrné napětí, proud