Kistler 9257B Betriebsanleitung
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Verwandte Anleitungen für Kistler 9257B
Inhaltszusammenfassung für Kistler 9257B
- Seite 1 Betriebs- anleitung Quarzkristall-3- Komponenten- Dynamometer Typ 9257B... 9257B_002-054d-03.15...
- Seite 2 Betriebs- anleitung Quarzkristall-3- Komponenten- Dynamometer Typ 9257B... 9257B_002-054d-03.15...
- Seite 4 Recht vor, das Produkt im Sinne des technischen Fortschritts zu verbessern und zu ändern, ohne Ver- pflichtung, Personen und Organisationen aufgrund solcher Änderungen zu benachrichtigen. ©1991 … 2015 Kistler Gruppe. Alle Rechte bleiben vor- behalten. Kistler Gruppe Eulachstrasse 22 8408 Winterthur Schweiz Tel.
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Seite 5: Inhaltsverzeichnis
Quarzkristall-3-Komponenten-Dynamometer, Typ 9257B... Inhaltsverzeichnis Einleitung ............................4 Wichtige Hinweise ......................... 5 Zu Ihrer Sicherheit ........................ 5 Hinweise zum Umgang mit dem Gerät ................. 6 Tipps zum Gebrauch der Betriebsanleitung ................7 Was geschieht bei Änderungen? ..................7 Allgemeine Gerätebeschreibung ....................8 Wozu dient ein Mehrkomponenten-Dynamometer? ............ - Seite 6 Inhaltsverzeichnis Technische Daten ......................... 26 3-Komponenten-Dynamometer Typ 9257B…..............26 Zubehör ..........................28 Anhang ............................29 Glossar ..........................29 Messunsicherheit ........................ 33 Linearität ..........................34 Frequenzbereich ........................36 Einfluss der Temperatur ...................... 37 Total Seiten 38 9257B_002-054d-03.15 Seite 3...
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Seite 7: Einleitung
Quarzkristall-3-Komponenten-Dynamometer, Typ 9257B... 1. Einleitung Wir danken Ihnen, dass Sie sich für ein Kistler Qualitäts- produkt entschieden haben. Bitte lesen Sie diese Betriebs- anleitung sorgfältig durch, damit Sie die vielseitigen Eigen- schaften Ihres Produkts optimal nutzen können. Kistler lehnt soweit gesetzlich zulässig jede Haftung ab, sofern dieser Betriebsanleitung zuwider gehandelt wird oder andere Produkte, als unter Zubehör aufgeführt,... -
Seite 8: Wichtige Hinweise
Wichtige Hinweise 2. Wichtige Hinweise 2.1 Zu Ihrer Sicherheit Dieses Gerät wurde eingehend geprüft und hat das Werk in sicherheitstechnisch einwandfreiem Zustand verlassen. Um diesen Zustand zu erhalten und einen gefahrlosen Betrieb sicherzustellen, muss der Anwender die Hinweise und Warnvermerke beachten, die in dieser Betriebsanleitung enthalten sind. -
Seite 9: Hinweise Zum Umgang Mit Dem Gerät
Quarzkristall-3-Komponenten-Dynamometer, Typ 9257B... 2.2 Hinweise zum Umgang mit dem Gerät Dynamometer darf unter spezifizierten Umwelt- Betriebsbedingungen gearbeitet werden. Der Isolationswiderstand ist bei piezo-elektrischen Messungen von entscheidender Bedeutung; er muss etwas 10 Ω (mindestens aber 10 Ω) betragen. Um diesen Wert zu erhalten, müssen alle Steckeranschlüsse peinlich sauber und trocken gehalten werden. -
Seite 10: Tipps Zum Gebrauch Der Betriebsanleitung
Vorankündigung geändert werden. 2.4 Was geschieht bei Änderungen? Gerätemodifikationen haben in der Regel auch Änderungen in der Betriebsanleitung zur Folge. Erkundigen Sie sich in diesem Falle bei Ihrer Kistler-Kundendienststelle über die Aktualisierungsmöglichkeiten für Ihre Dokumentation. 9257B_002-054d-03.15 Seite 7... -
Seite 11: Allgemeine Gerätebeschreibung
Kraftzunahme können gemessen werden. Der nutzbare Frequenzbereich hängt hauptsächlich Resonanzfrequenz des gesamten Messaufbaus ab. Bild 1: Typ 9257B… Die wichtigsten Einsatzgebiete für das Mehrkomponenten- Dynamometer sind: Zerspankraftmessungen beim Drehen, Fräsen, Schleifen und weiteren Bearbeitungsvorgängen. Hohe Empfindlichkeit und kalibrierte... -
Seite 12: Funktionsprinzip
Allgemeine Gerätebeschreibung 3.2 Funktionsprinzip Die zu messende Kraft wird über eine Deckplatte eingeleitet und auf vier Dreikomponenten-Kraftaufnehmer verteilt, die zwischen der Deck- und der Grundplatte angeordnet sind. Die Kraftaufnehmer enthalten je drei Quarzkristall- Plattenpaare, wovon das eine auf Druck in der z-Richtung und die beiden anderen auf Schub in der x- bzw. -
Seite 13: Aufbau Des Dynamometers
Kraftaufnehmern, die unter hoher Vorspannung zwischen einer Grundplatte und einer Deckplatte eingebaut sind. Diese Vorspannung ist die Voraussetzung für die Über- tragung der Reibungskräfte. Bild 3: Aufbau des Dynamometers Typ 9257B… Die vier Kraftaufnehmer sind masseisoliert eingebaut. Damit Kraftaufnehmer werden Erdschleifenprobleme weitgehend ausgeschaltet. -
Seite 14: Montage, Installation Und Erste Inbetriebnahme
Montage, Installation und erste Inbetriebnahme 4. Montage, Installation und erste Inbetriebnahme 4.1 Wichtige Hinweise Das Mehrkomponenten-Dynamometer Typ 9257B… ist ein Präzisionsinstrument, dessen inhärente Genauigkeit nur dann nutzbar und erhalten bleibt, wenn das Gerät sorgfältig behandelt wird. Beachten Sie deshalb bitte die folgenden... -
Seite 15: Platzierung Des Dynamometers
Quarzkristall-3-Komponenten-Dynamometer, Typ 9257B... angeordneten Pratzen wird empfohlen. Alternativ kann Dynamometer auch direkt Schrauben aufgespannt werden. Reinigen Sie die Auflageflächen vor der Montage gründlich. Zum Ausrichten des Dynamometers auf dem Maschinen- tisch dient eine der beiden Längsseiten des Flansches. -
Seite 16: Kraftmessung Mit 3 Komponenten (F , F , F )
Montage, Installation und erste Inbetriebnahme Für die Verbindung zwischen den Ladungsverstärkern und den Anzeige- oder Auswertegeräten können gewöhnliche Kabel eingesetzt werden. Achten Sie bei allen Arbeiten mit elektrischen Verbindungen auf ein sorgfältiges und sauberes Vorgehen. Entfernen Sie die Abdeckkappen der Anschlüsse erst unmittelbar vor dem Anschluss eines Kabels. -
Seite 17: 3-Komponenten-Kraftmessung
Deckplattenoberfläche und einer Höhe entsprechend der kürzeren Deckplattenseite, so gilt der maximal spezifizierte Messbereich. Falls aufgrund auftretenden Belastungen Möglichkeit besteht das Dynamometer zu beschädigen, wenden Sie sich an Ihren Kistler-Kundendienst, wo dieser Belastungsfall berechnet und ein Urteil abgegeben werden kann. Seite 14 9257B_002-054d-03.15... -
Seite 18: Kraft- Und Momentmessung Mit 6 Komponenten (F , F , F , M , M , M )
Montage, Installation und erste Inbetriebnahme 4.4.3 Kraft- und Momentmessung mit 6 Komponenten (F Die folgende Abbildung zeigt die benötigten Elemente für den Anschluss des Dynamometers an einen Mehrkanal- Ladungsverstärker (z.B. Typ 5070Ax11xx). Es handelt sich dabei um eine masseisolierte Messkette mit 8-adrigem Kabel. - Seite 19 Standardmässig ist Faktor 1 für die Korrekturfaktoren kMx, kMy und kMz gesetzt. Je nach Auswertung der Messresultate ist der Abstand zwischen der Deckplattenoberfläche und der Sensormitte entscheidend. Dieser Abstand wird az0 genannt. Der Wert für Typ 9257B ist: az0 = 37 mm Seite 16 9257B_002-054d-03.15...
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Seite 20: Betrieb
Betrieb 5. Betrieb 5.1 Bereichswahl Es wird empfohlen mit dem Mehrkomponenten-Dynamo- meter Typ 9257B… Ladungsverstärker mit Empfindlich- keitseinstellung (z.B. Typ 5070A…) zu verwenden. Stellen Sie die Empfindlichkeiten gemäss den Angaben in den Kalibrierblättern für die Kanäle F und F ein. Damit ist die Ausgangsspannung direkt auf den dem gewählten... - Seite 21 Quarzkristall-3-Komponenten-Dynamometer, Typ 9257B... a Stellen Sie den Verstärker auf <Reset>. Wählen Sie den Bereich für F wie folgt: 1 · 10 N/V (Verstärker auf <Long Time Constant>). b Schalten Sie den Verstärker auf <Operate>. c Bringen Sie F auf (Werkzeugmaschine in Betrieb setzen).
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Seite 22: Nutzbarer Frequenzbereich
Betrieb Nutzbarer Frequenzbereich oberen Frequenzgrenze zeigt Frequenzverhalten des Dynamometers eine verhältnis- mässig wenig gedämpfte Schwingung. Frequenzen können ohne allzu grosse Messfehler bis zu etwa einem Drittel der Eigenfrequenz aufgelöst werden. Die untere Frequenzgrenze ist durch die Drift des Ladungsverstärkers Qualität Isolation bestimmt. - Seite 23 Quarzkristall-3-Komponenten-Dynamometer, Typ 9257B... Die X-Achse der Diagramme zeigt den Frequenzbereich. Für die Krafteinleitung (Impuls) wurde durch einen Schlag mit einem Hammer (Referenzaufnehmer) ein kurzzeitiger Impuls erzeugt. Seite 20 9257B_002-054d-03.15...
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Seite 24: Temperatureinflüsse
Betrieb 5.4 Temperatureinflüsse Der Temperaturkoeffizient der Empfindlichkeit (Änderung der Empfindlichkeit mit der Temperatur, wobei das ganze Dynamometer dieselbe Temperatur aufweist) vernachlässigbar klein. Temperaturänderungen hingegen haben ein Fehlersignal in Form einer Nullpunktabwanderung zur Folge. Diese Temperaturdrift eine Funktion zugeführten Wärmemenge. Bei kritischen Anwendungen wird deshalb der Einsatz von Schutzabdeckungen empfohlen, um Ansammlungen von heissen Spänen auf dem Dynamometer oder in seiner unmittelbaren Umgebung zu verhindern. -
Seite 25: Unterhalt
Quarzkristall-3-Komponenten-Dynamometer, Typ 9257B... 6. Unterhalt Das Mehrkomponenten-Dynamometer Typ 9257B ist ein zuverlässiges Gerät, das praktisch keinen Unterhalt verlangt. Um einen langen, zuverlässigen Betrieb des Dynamometers sicherzustellen, lesen bitte folgenden zwei Kapitel. 6.1 Neukalibrierung des Gerätes Eine Neukalibrierung des Dynamometers ist beispielsweise nach einer unkontrollierten Überlastung notwendig. -
Seite 26: Unterhaltsarbeiten
Sichtbare Kratzer und Kerben können mit einem Abziehstein egalisiert werden. Reinigen Sie den freien neunpoligen Steckeranschluss des Dynamometers oder des Anschlusskabels regel- mässig mit einem extrem sauberen Reinigungsmittel, wie zum Beispiel Kistler Reinigungs- und Isolierspray Typ 1003 oder Reinbenzin. 9257B_002-054d-03.15 Seite 23... -
Seite 27: Behebung Von Störungen
Quarzkristall-3-Komponenten-Dynamometer, Typ 9257B... 7. Behebung von Störungen 7.1 Fehlersuche- und behebung Nachfolgend finden eine Auflistung typischer Störungsursachen und Hinweise zu deren Behebung. Falls Sie eine Störung nicht beheben können, wenden Sie sich bitte an Ihre Kistler-Vertretung. Störung Ursache Behebung Kein Messsignal am Ausgang Signalleitung unterbrochen Messanordnung (Anschlüsse) überprü-... -
Seite 28: Im Falle Eines Defekten Dynamometers
Bei einer allenfalls notwendigen grösseren Reparatur erhalten Sie einen Kostenvoranschlag. Kistler wird sich bemühen, Ihr Dynamometer in kürzester Zeit und zu minimalen Kosten zu reparieren und Ihnen in neuwertigem Zustand zuzustellen. Nach jeder Reparatur wird das Dynamometer im Werk ... -
Seite 29: Technische Daten
8. Technische Daten Bitte beachten Sie, dass alle technischen Daten und alle weiteren Informationen in diesem Kapitel jederzeit ohne Vorankündigung geändert werden können. 8.1 3-Komponenten-Dynamometer Typ 9257B…. Bereich –5 ... 5 bei Kraftangriff innerhalb und max. 25 mm oberhalb der Deckfläche Bereich beim Drehen, Kraftangriff bei –5 …... - Seite 30 Technische Daten Abmessungen des Dynamometers Typ 9257B… ohne Stahlhalter Abmessungen mit Stahlhalter Typ 9403 9257B_002-054d-03.15 Seite 27...
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Seite 31: Zubehör
Quarzkristall-3-Komponenten-Dynamometer, Typ 9257B... 8.2 Zubehör Welche Zubehörteile im Lieferumfang enthalten sind, ist aus der aktuellen Preisliste ersichtlich. Für das Dynamometer Typ 9257B sind die folgenden Zubehörteile erhältlich: Stahlhalter 9403 (für Drehstähle bis Schaftquerschnitt 26x26 mm) Anschlusskabel (3-adrig) (gerader Stecker) -
Seite 32: Anhang
Anhang 9. Anhang 9.1 Glossar Ansprechschwelle Grösste Änderung der Messgrösse, die eine wahrnehmbare Änderung der Anzeigegrösse bewirkt, wobei die Änderung der Messgrösse langsam und in eine Richtung erfolgt. Bemerkung: In der Praxis gilt die Faustregel, dass die Ansprechschwelle 2 bis 3 mal grösser als das Rauschen des elektrischen Gerätes ist. - Seite 33 Sensoren, für DMS- Sensoren und Halbleitersensoren. Kabelkapazität Die Kapazität und damit die Länge des Anschlusskabels hat bei der Verwendung von Kistler-Spezialkabeln und Kistler- Ladungsverstärkern keinen Einfluss auf das Messresultat. Dokument für Sensoren und Geräte zur Darstellung der Kalibrierschein Ergebnisse einer Kalibrierung.
- Seite 34 Eigenschaft der Kristalle (z.B. Quarz), bei der am Kristall piezoelektrisch proportionale elektrische Ladung als Reaktion auf eine mechanische Belastung generiert wird. quasistatisch Beschreibt die Fähigkeit von Kistler Sensoren, Ladungs- verstärkern und elektrischer Geräte, zeitveränderliche und nahezu zeitunveränderliche Messgrössen (z.B. Lang- zeitmessungen oder Messungen im DC-Modus) messen zu können.
- Seite 35 Quarzkristall-3-Komponenten-Dynamometer, Typ 9257B... Beispiele: • Biegemoment wirkt auf einen Kraftsensor: • M → F • Axialkraft wirkt auf einen Drehmomentsensor: → M • Schubkraft wirkt auf einen Kraft-/Dm-Sensor: → F and F → M siehe Anhang 9.5 Temperatureinfluss Überlast Maximaler Wert der Messgrösse, mit der der Sensor ohne bleibende Schäden belastet werden kann.
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Seite 36: Messunsicherheit
Werte: Labor-Ladungsverstärker ±0,2 ... 0,5 % FSO Industrie-Ladungsverstärker ±1 % FSO Eine höhere Genauigkeit kann mit folgenden Massnahmen erreicht werden: Kalibrieren bei Kistler Kalibrieren mit Ladungskalibrator Typ 5395A Einschränkung des Temperaturbereichs Zufällige Fehler, Präzision, Reproduzierbarkeit Die Präzision oder Reproduzierbarkeit ist das Ausmass der Übereinstimmung zwischen unter festgelegten Bedingun-... -
Seite 37: Linearität
Temperatur sind damit prinzipbedingt ausgeschlossen. Bei piezoelektrischen Messketten von Kistler kann typischer- weise von einer Wiederholbarkeit innerhalb von 0,1 % FSO ausgegangen werden. 9.3 Linearität Linearität von Sensoren Der Quarzkristall gibt eine elektrische Ladung ab, die exakt proportional zur Belastung ist. Dennoch entstehen durch... - Seite 38 Anhang Beste Gerade – Mathematische Definition Die Minimierung der maximalen Abweichung ist bekannt als Tschebyscheff-Approximation. Die Beste Gerade wird dabei wie folgt bestimmt: = Messgrösse (Referenz) = Ladungssignal des Sensors, bzw. Ausgangssignal des Ladungsverstärkers ) = Kalibrierkurve, auf- und absteigend ...
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Seite 39: Frequenzbereich
Quarzkristall-3-Komponenten-Dynamometer, Typ 9257B... 9.4 Frequenzbereich Piezoelektrische Sensoren haben wegen ihrer mechanischen Güte eine sehr geringe Dämpfung. Der nutzbare Frequenzbereich wird nach oben durch die ansteigende Resonanzüberhöhung begrenzt. Es bedeuten: Messfrequenz Eigenfrequenz Amplitudenverhältnis Für den Amplitudenfehler bzw. die erreichbare Genauigkeit in Abhängigkeit der Frequenz gelten folgende Richtwerte: 10 % ≈... -
Seite 40: Einfluss Der Temperatur
Anhang In ihrem dynamischen Verhalten sind die piezoelektrischen Sensoren allen anderen Messverfahren überlegen. Durch die sehr hohe Steifheit ergeben sich höchste, mögliche Eigenfrequenzen. Piezoelektrische Sensoren sind damit ideal geeignet für die Erfassung von sich zeitlich schnell ändernden Messgrössen. Das dynamische Verhalten des Sensors wird dabei massgeblich von der umgebenden Struktur bestimmt. - Seite 41 Quarzkristall-3-Komponenten-Dynamometer, Typ 9257B... des Sensors, nachdem dieser wieder im thermischen Gleichgewicht mit seiner Umgebung ist. Temperaturfehler werden durch Spannungsänderungen Sensor hervorgerufen, die ihrerseits von der Vorspannung bzw. der Einbausituation beeinflusst werden. Temperaturgradient-Fehler (dynamischer Fehler) Als Temperaturgradient-Fehler wird die vorübergehende Änderung des Ausgangssignals bezeichnet, wenn die Temperatur der Umgebung bzw.