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Inhaltszusammenfassung für HBM CMA

  • Seite 1 Operating Manual | Bedienungsanleitung | Manuel d'emploi | Istruzioni per l'uso English Deutsch Français Italiano...
  • Seite 2 Tel. +49 6151 803-0 Fax +49 6151 803-9100 info@hbm.com www.hbm.com Mat.: 7-2001.2559 DVS: A02559_04_YI0_01 HBM: public 09.2018 E Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH. Subject to modifications. All product descriptions are for general information only. They are not to be understood as a guarantee of quality or durability.
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  • Seite 47 Operating Manual | Bedienungsanleitung Manuel d'emploi | Istruzioni per l'uso English Deutsch Français Italiano...
  • Seite 48 Auswahl der Komponenten ........A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 49 ..........A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 50: Sicherheitshinweise

    S Die Anschlussleitungen des Gerätes dürfen nur innerhalb von Gebäuden verlegt werden und die Leitungslänge von 30 m nicht überschreiten. S Beachten Sie die in den technischen Daten angegebenen maximal zuläs­ sigen Umgebungstemperaturen und die Angaben zur maximalen Luft­ feuchte. A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 51 Insbesondere sind jegliche Reparaturen, Lötarbeiten an den Platinen (Austausch von Bauteilen) unter­ sagt. Bei Austausch gesamter Baugruppen sind nur Originalteile von HBM zu verwenden. S Das Gerät wird ab Werk mit fester Hard‐ und Softwarekonfiguration ausge­...
  • Seite 52 Projektierung und Risikoanalyse vorzunehmen, die alle Sicherheitsas­ pekte der Mess‐ und Automatisierungstechnik berücksichtigt, so dass Restge­ fahren minimiert werden. Insbesonders betrifft dies den Personen‐ und Anla­ genschutz. Im Fehlerfall müssen entsprechende Vorkehrungen einen sicheren Betriebszustand herstellen. A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 53 Sicherheitshinweise Allgemeine Gefahren bei Nichtbeachten der Sicherheitshinweise Das Gerät entspricht dem Stand der Technik und ist betriebssicher. Von dem Gerät können Restgefahren ausgehen, wenn es von unsachgemäß eingesetzt oder bedient wird. A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 54: Verwendete Kennzeichnungen

    CE‐Kennzeichnung Mit der CE‐Kennzeichnung garantiert der Hersteller, dass sein Produkt den Anforderungen der relevanten EG‐ Richtlinien entspricht (die Konformitätserklärung finden Sie unter http://www.hbm.com/HBMdoc). Gesetzlich vorgeschriebene Kennzeichnung zur Entsorgung Elektrische und elektronische Geräte, die dieses Symbol tragen, unterliegen der europäischen Richtlinie 2002/96/EG über elektrische und elektronische Altgeräte.
  • Seite 55: In Dieser Anleitung Verwendete Kennzeichnungen

    Sie nützliche Informationen hin. Tipp Diese Kennzeichnung weist auf Informationen zum Produkt oder zur Handhabung des Produktes hin. Information Hervorhebung Kursive Schrift kennzeichnet Hervorhebungen im Siehe … Text und kennzeichnet Verweise auf Kapitel, Bilder oder externe Dokumente und Dateien. A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 56: Lieferumfang Und Zubehör

    Einkanaliger Ladungsverstärker für piezoelektrische Senso­ ren, Messbereich 482 000 pC 1-CMA2000 Einkanaliger Ladungsverstärker für piezoelektrische Senso­ ren, Messbereich 2 000 000 pC 1-CMA5000/2 Einkanaliger Ladungsverstärker für bis zu zwei piezo­ elektrische Sensoren in Parallelschaltung, Messbereich 5 000 000 pC A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 57 Länngen von 2 m, 3 m und 7 m 1-KAB145 Sensor‐Anschlusskabel, koaxial, Stecker 10-32 UNF beidsei­ tig, erhältlich in Länngen von 0,2 m und 3 m, robuste Ausfüh­ rung 1-CSB4/1 Summierbox CSB4/1 mit Schutzkappen A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 58: Einleitung

    Einleitung Einleitung Die piezoelektrischen Ladungsverstärker der Typenreihe CMA sind für Mes­ sungen mit piezoelektrischen Sensoren geeignet. Der CMA verstärkt die elek­ trischen Ladungen zu einem proportionalen Ausgangssignal von -10 … +10 V (genaue Angabe siehe Prüfprotokoll). Dadurch können Sie dyna­...
  • Seite 59 Einleitung Die Grenzen für die zulässigen mechanischen, thermischen und elektrischen Beanspruchungen sind in den technischen Daten aufgeführt. Bitte berücksichti­ gen Sie diese unbedingt bei der Planung der Messanordnung, beim Einbau und letztendlich im Betrieb. A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 60: Bedingungen Am Einsatzort

    Signaldrift der Ausgangsspannung. Reinigen Sie dann die Kontakte der Steckverbindungen mit einem sauberen, fusselfreien Tuch (z. B. Vliesstoffpad, HBM‐Bestellnummer 1-8402.0026) und Isopropanol, z. B. mit IPA200 von RS Components. Die zum Reinigen von DMS‐Messstellen verwendeten Reinigungsmittel sind nicht geeignet! Siehe auch Kapitel 9 zur piezoelektrischen Messtechnik.
  • Seite 61: Feuchtigkeit

    Bedingungen am Einsatzort Feuchtigkeit Vermeiden Sie Feuchtigkeit oder tropisches Klima. Der Ladungsverstärker besitzt die Schutzart IP65 nach DIN EN 60529, wenn die Anschlusskabel ord­ nungsgemäß mit Aufnehmer und Ladungsverstärker verbunden sind. A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 62: Montage

    Der Ladungsverstärker kann mit 2 Schrauben M3 befestigt werden. Die Ein­ baulage des Ladungsverstärkers ist beliebig. Signaleingänge und ‐ausgänge sind elektrisch gegen das Gehäuse und den CMA isoliert. Es sind daher keine Isolationselemente nötig. Montagebeispiel für CMA, Abmessungen in mm CMA2 bis CMA2000...
  • Seite 63: Elektrischer Anschluss

    Reibungselektrizität bei Bewegung erzeugen. Für den Einsatz in stark verschmutzten Umgebungen oder für erhöhte mechanische Beanspruchungen steht ein Ladungskabel in robuster Ausfüh­ rung mit metallischer Ummantelung zur Verfügung. Aufnehmeranschluss­ kabel zum Ladungs­ Ladungsverstärker CMA verstärker Beispiel: Piezoelektrischer Biegeradius Anschlusskabel q10 mm Kraftaufnehmer CFT Über den 8‐poligen M12‐Gerätestecker werden Versorgungsspannung, Mess­...
  • Seite 64 Wichtig Setzen Sie die mitgelieferte Abdeckung auf, falls Sie beim CMA5000/2 nur einen Eingang belegen. Der Ladungsverstärker CMA ist für den Betrieb an einer Gleichspannung (18 … 30 V ) ausgelegt. Die Schaltung ist für den Betrieb mit Schutzkleinspan­ nung (SELV‐Kreis) vorgesehen.
  • Seite 65 Potenzial (Pin 1, Versorgungs­ spannung 0 V). Eine Erdung des Gehäuses ist nicht notwendig. Wichtig Der Kabelschirm darf nicht mit der nachgeschalteten Auswerteelektronik ver­ bunden werden. Pin 7 dient ausschließlich dem HBM‐internen Gebrauch und darf nicht belegt werden. A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 66: Inbetriebnahme

    Inbetriebnahme Inbetriebnahme Schließen Sie einen piezoelektrischen Sensor an den Ladungsverstärker CMA MEASURE / RESET Bei einer Eingangsspannung von 0 V an Pin MEASURE/RESET (siehe Abb. 4.1 und Abb. 7.1 auf Seite 18), befindet sich der Ladungsverstärker im Messmodus (MEASURE). Liegt eine Spannung von 24 V am Pin an, schaltet der Ladungsverstärker auf RESET.
  • Seite 67 überlastkritischen Messaufgaben den Kraftaufnehmer mit hohen Sicherheitsre­ serven einzusetzen. In diesem Fall übersteuert der Ladungsverstärker oberhalb von 20 %. Die Versorgungsspannung und die Steuereingänge RANGE 1 / RANGE 2 bzw. MEASURE / RESET sind galvanisch vom Messkreis getrennt. A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 68: Aufnehmer-Identifikation Teds

    Aufnehmer‐Identifikation TEDS TEDS (Transducer Electronic Data Sheet) ermöglicht Ihnen, die Aufnehmerda­ ten (Kennwerte) nach der Norm IEEE 1451.4 in einem speziellen Chip im CMA zu hinterlegen (TEDS‐Modul, 1‐Wire EEPROM). Eine entsprechend ausge­ stattete Auswerteelektronik kann die Daten dieses elektronischen Datenblattes bzw.
  • Seite 69: Inhalt Des Teds-Moduls Nach Ieee 1451

    Administratorrechte in Bezug auf TEDS sind für den Sensorhersteller nötig. Im Fall eines Eigenbausensors oder des nachträglichen Ausstattens mit TEDS können diese Rechte natürlich auch HBM‐Kunden wahrnehmen. Zum Ändern der Einträge in den sogenannten „Templates“ sind unterschiedli­ che Nutzerrechte erforderlich, die sich auch von Eintrag zu Eintrag innerhalb eines Templates unterscheiden können.
  • Seite 70 Precision“, um die maximale digitale Auflösung nutzen zu können. Diese Wahl empfehlen wir auch Anwendern, die das TEDS‐Modul selbst programmieren möchten. Bei dem Ladungsverstärker CMA hat HBM bereits das Template „High Level Voltage“ mit folgenden Werten beschrieben: S Messgröße (Kraft in N) S elektrisches Ausgangssignal (-10 …...
  • Seite 71 Maximaler Versorgungsstrom. draw at nominal excitation level Calibration Date 27-Jun-2007 Datum der Erstellung des Prüf­ protokolls bei HBM (oder der letzten Kalibrierung bzw. der Eingabe der TEDS‐Daten). For­ mat: Tag-Monat-Jahr. Calibration Initials HBM Initialen des Kalibrierers bzw. der durchführenden Stelle der Kalibrierung (max.
  • Seite 72: Austausch Von Komponenten Der Messkette

    Ergänzung steht auch das HBM‐Template Channel Com­ ment zur Verfügung. Beispielhafte Werte für den Kraftaufnehmer CFT/20kN Weitere Templates, z. B. das HBM‐Template „Signal Conditioning“, können zusätzlich erstellt werden. Tipp Weitere Informationen finden Sie auf der Internetseite von HBM www.hbm.com/HBMdoc unter TEDS.
  • Seite 73: Parallelschaltung Von Sensoren

    Inbetriebnahme Wichtig Die im TEDS hinterlegten Daten sind nur für die abgeglichene Messkette (Sen­ sor und CMA) gültig (siehe Kapitel 6.3). Sobald Sie eine der Komponenten tauschen, müssen Sie die Daten neu ermitteln und im TEDS‐Modul ändern. Information Wird der Ladungsverstärker nicht als Teil einer kompletten Messkette bezo­...
  • Seite 74 Es sind zwei CFT/5kN mit dem CMA5000/2 verbunden. Die Empfindlichkeit der Sensoren beträgt jeweils 7,8 pC/N. Die Empfindlichkeit der Parallelschaltung beträgt ebenfalls 7,8 pC/N. Die maximale Ausgangsladung beträgt 78.000 pC bei 10 kN. Beachten Sie jedoch, dass die Kraftverteilung nicht immer gleichmäßig ist. A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 75: Tipps Zur Piezoelektrischen Messtechnik

    Atome des Kristallgitters verschoben. Dadurch ergeben sich Ladungen an den Ober‐ und Unterseiten wie in Abb. 9.1 gezeigt. Die Verschiebung der Atome ist proportional zur angelegten Kraft und damit auch die an den Kristall­ flächen auftretenden Ladungen. A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 76 Die Empfindlichkeit des Kraftsensors wird vom verwendeten Piezomaterial be­ stimmt und ist unabhängig vom Messbereich. Sensoren der gleichen Baureihe (z. B. CFT/50 kN ... CFT/120 kN) geben für eine bestimmte Kraft die gleiche Ladungsmenge ab. Unterschiede erklären sich durch die Art und Konstruktion A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 77: Verfügbare Bauformen Und Hinweise Zum Einbau

    Vorspannung, die einen Kraftnebenschluss darstellt. Diese ist notwendig, um gute Linearitäts‐ und Hystereseeigenschaften zu erreichen. Verfügbare Bauformen und Hinweise zum Einbau HBM hält zwei verschiedene Bauformen piezoelektrischer Kraftsensoren be­ reit: die Kraftmessringe CFW und die Kraftaufnehmer CFT. Abb. 9.3 Kraftaufnehmer der Typen CFW und CFT 9.2.1...
  • Seite 78: Messring Cfw

    Besonders gut geeignet sind Referenz‐Kraftaufnehmer auf Basis von Deh­ nungsmessstreifen, z. B. die Serien C18 oder Z30a. Auch Kraftaufnehmer für den industriellen Einsatz, z. B. S9M von HBM, können verwendet werden. Wenn kein entsprechender Verstärker für Sensoren auf Basis von Dehnungs­...
  • Seite 79: Hinweise Zum Ladungsverstärker Und Zum Elektrischen Anschluss

    Kraft erzeugt wird. Die Empfindlichkeit lässt sich errechnen, indem die Ladung durch die Kraft geteilt wird (Empfindlichkeit = Ladung/Kraft). 2. Auswählen des Ladungsverstärkers. Die Ladungsverstärker CMA sind mit verschiedenen Messbereichen erhält­ lich. Der Messbereich sollte so gewählt werden, dass Sie eine optimale Auf­ lösung erreichen.
  • Seite 80 Piezoelektrische Sensoren müssen über ein rauscharmes und hochiso­ lierendes Koaxialkabel mit dem Ladungsverstärker verbunden werden. Das Kabel darf nicht beschädigt werden, bei Beschädigung muss es getauscht werden, eine Reparatur ist nicht möglich. HBM bietet hierfür z. B. das Kabel 1-KAB143-3 an. A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 81: Thermische Einflüsse

    Sollte es trotz aller Vorsicht zu verschmutzten Buchsen kommen, können Sie diese wie folgt reinigen: S Stecker abschrauben. S Die weiße Fläche der Buchse mit einem Vliesstoffpad (z. B. HBM‐Bestell­ nummer 1-8402.0026) trocken reinigen. S Die Buchse mit reinem Isopropanol einsprühen, z. B. IPA200 von RS Components.
  • Seite 82: Mechanische Einflüsse

    Die maximale mechanische Spannung errechnet sich aus der Addition der durch das Biegemoment verursachten Spannungen im Kristall und den Last­ spannungen der zu messenden axialen Kräfte. Auf keinen Fall darf die maxi­ mal erlaubte Flächenpressung überschritten werden. A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 83 Spannung auf der anderen Seite kompensiert werden. Wird ein piezoelektri­ scher Kraftmessring (1-CFW/50kN) mit einem Biegemoment von 100 Nm bela­ stet, so ergibt sich ein Ausgangssignal von -2,3 N. Problematisch ist vor allem die mögliche Überlastung des Messelements. A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 84: Auswahl Der Komponenten

    Empfindlichkeit ist dann um ca. 7 bis 9% geringer. Es verbleibt ein Nutzbereich von ca. 0,8 x 140 kN = 112 kN. Mit -4,3 pC/N und einem Messbereich von 100 kN ergeben sich 430000 pC. S Benötigter Eingangsbereich = 430000 pC. A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 85 Dabei ist die in den technischen Daten angegebene Empfindlichkeit zu verwen­ den. Da die Vorspannschraube einen Kraftnebenschluss bildet, muss der Sen­ sor nach dem Einbau nochmals kalibriert werden, um die Empfindlichkeit der fertigen Messeinrichtung bestimmen zu können. A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 86: Wartung

    Wartung Wartung Der Ladungsverstärker CMA ist wartungsfrei. Beachten Sie bei der Reinigung des Gehäuses folgende Punkte: S Trennen Sie das Gerät von allen Strom‐ bzw. Spannungsversorgungen. S Reinigen Sie das Gehäuse mit einem weichen und leicht angefeuchteten (nicht nassen!) Tuch. Verwenden Sie auf keinen Fall Lösungsmittel, da diese die Beschriftung oder das Gehäuse angreifen könnten.
  • Seite 87: Entsorgung Und Umweltschutz

    Sie, im Bedarfsfall Ihren Lieferanten anzusprechen, welche Art von Entsor­ gung oder Recycling in Ihrem Land vorgeschrieben ist. Verpackungen Die Originalverpackung der HBM‐Geräte besteht aus recyclebarem Material und kann der Wiederverwertung zugeführt werden. Bewahren Sie die Verpa­ ckung jedoch mindestens für den Zeitraum der Gewährleistung auf.
  • Seite 88: Technische Daten (Vdi/Vde/Dkd 2638)

    5 (-1 dB) (-1dB) (-1 dB) 24 (18 … 30) Versorgungsspannung Überspannungs‐ und Verpolungs­ schutz μF Pufferkondensator der Spannungsversorgung Galvanische Trennung Galvanische Trennung der Signalein­ gänge (Ladungseingang) zur Spannungsversorgung, das Gehäuse des CMA muss nicht geerdet werden A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 89 20 … 2000 Hz, Dauer 16 min., Zyklus 2 min. Schock (Dauer 1 ms) 2000 0 … 70 Nenntemperaturbereich Abmessungen (L x B x H) 57 x 46 x 38 72 x 46 x 39 Gewicht Gehäusematerial Aluminium A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 90 Technische Daten Ladungsverstärker CMA1 bis CMA2000 5000/2 Schutzart IP65 (mit angeschlossenen Kabeln) EMV‐Konformität gemäß EN 61326-1:2013, im industriellen Bereich EN 61326-2-3:2013 Kundenspezifische Messbereiche sind auf Anfrage erhältlich. A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 91: Abmessungen

    Abmessungen Abmessungen CMA1 bis CMA2000, Abmessungen in mm Biegeradius Anschlusskabel: = 10 mm A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 92 Abmessungen CMA5000/2, Abmessungen in mm 23,3 Biegeradius Anschlusskabel: = 10 mm A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 93 Operating Manual | Bedienungsanleitung | Manuel d'emploi | Istruzioni per l'uso English Deutsch Français Italiano...
  • Seite 139 Dimensions CMA5000/2, dimensions en mm 23,3 Rayon de courbure du câble de liai­ son : R = 10 mm A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 140 Dimensions A02559_04_YI0_01 HBM: public...
  • Seite 141 Operating Manual | Bedienungsanleitung | Manuel d'emploi | Istruzioni per l'uso English Deutsch Français Italiano...
  • Seite 187 Dimensioni A02559_04_YI0_01 HBM: public...

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