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Betriebs-
anleitung
Piezoelektrischer
3-Komponenten
Kraftaufnehmer
Typ 90x7C, 90x8C,
90x6C4
90X7C_002-996d-03.23

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Inhaltsverzeichnis
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Inhaltszusammenfassung für Kistler 90 7C Serie

  • Seite 1 Betriebs- anleitung Piezoelektrischer 3-Komponenten Kraftaufnehmer Typ 90x7C, 90x8C, 90x6C4 90X7C_002-996d-03.23...
  • Seite 2 Vorwort Vorwort Wir danken Ihnen, dass Sie sich für ein Kistler Qualitäts- produkt entschieden haben, das sich durch technische In- novation, Präzision und Langlebigkeit auszeichnet. Die Angaben in diesem Handbuch können jederzeit ohne Vorankündigung geändert werden. Kistler behält sich das Recht vor, das Produkt im Sinne des technischen Fort- schritts zu verbessern und zu ändern, ohne Verpflichtung,...
  • Seite 3: Inhaltsverzeichnis

    Inhalt Piezoelektrischer 3-Komponenten Kraftaufnehmer, Typ 90x7C, 90x8C, 90x6C4 Neukalibrierung des Geräts ....................49     Wartungsarbeiten ....................... 49     Inhalt Fehlersuche ........................... 50     Diagnose und Behebung von Fehlern .................. 50 Einleitung ............................4         Wenn Ihr Sensor defekt ist ....................
  • Seite 4: Einleitung

    Wichtige Hinweise 2. Wichtige Hinweise 1. Einleitung Wir danken Ihnen, dass Sie sich für ein Kistler Qualitäts- Bitte beachten Sie unbedingt die nachfolgenden Hinweise. produkt entschieden haben. Bitte lesen Sie diese Betriebs- Ihre Befolgung dient Ihrer persönlichen Sicherheit bei der anleitung sorgfältig durch, damit Sie die vielseitigen Eigen-...
  • Seite 5: Auspacken

    Melden Sie solche Schäden der Transportfir- tung zu lesen. Wenn Sie jedoch in Eile sind und bereits Er- ma und der zuständigen Kistler-Vertretung. Bitte überprü- fahrung mit Piezoelektrischen Kraftsensoren von Kistler ha- fen Sie ebenfalls den Inhalt der Sendung auf Vollständig- ben, können Sie sich auf die Lektüre der gerade benötigten...
  • Seite 6: Allgemeine Beschreibung

    Piezoelektrischer 3-Komponenten Kraftaufnehmer, Typ 90x7C, 90x8C, 90x6C4 Allgemeine Beschreibung Messung der Trägheitskraft Messung der Stoßkraft 3. Allgemeine Beschreibung Wozu dient ein 3-Komponenten Kraftaufnehmer? Der piezoelektrische triaxiale Kraftaufnehmer dient zur dy- namischen und quasistatischen Messung der drei orthogo- nalen Komponenten einer beliebigen auf den Sensor wir- kenden Kraft (F und F Triaxiale Kraftaufnehmer messen:...
  • Seite 7: Funktionsprinzip

    Piezoelektrischer 3-Komponenten Kraftaufnehmer, Typ 90x7C, 90x8C, 90x6C4 Allgemeine Beschreibung Funktionsprinzip Der Kraftsensor enthält drei Paare von Quarzplatten, von denen eine auf Druck in z-Richtung und die beiden anderen auf Scherkräfte in x- und y-Richtung empfindlich sind. Die Art der Empfindlichkeit ist abhängig von der Lage des Schnitts aus dem Quarzrohling.
  • Seite 8: Verfügbare Sensorversionen

    Piezoelektrischer 3-Komponenten Kraftaufnehmer, Typ 90x7C, 90x8C, 90x6C4 Festlegen von Sensor und Vorspannkraft Verfügbare Sensorversionen 4. Festlegen von Sensor und Vorspannkraft Typen 90x7 und 90x8 Die Sensoren Typ 90x7 und 90x8 unterscheiden sich nur in der Lage des Steckers in Bezug auf das Koordinatensystem. Grundlagen und Erklärungen: Die technischen Daten der beiden Typen sind identisch.
  • Seite 9 Piezoelektrischer 3-Komponenten Kraftaufnehmer, Typ 90x7C, 90x8C, 90x6C4 Festlegen von Sensor und Vorspannkraft Jeder Piezokraftsensor muss aufgrund von 6 physikalischen Erforderliche Axiallast für eine bestimmte Querkraft: Größen spezifiziert werden, die auf ihn wirken: die Kräfte und Momente entlang der drei Raumachsen x, y und z (F Fs = 20kN, Fz x,y,z, ).
  • Seite 10: Festlegen Der Vorlast- Und Betriebspunkte

    Piezoelektrischer 3-Komponenten Kraftaufnehmer, Typ 90x7C, 90x8C, 90x6C4 Festlegen von Sensor und Vorspannkraft Schritt 3: · a – F · a Das Biegemoment M muss in jedem Arbeitspunkt innerhalb Folglich reduziert ein vorhandenes Drehmoment direkt die des gültigen Bereichs bleiben. Gleichung (2) muss also für zulässige Querkraft und umgekehrt.
  • Seite 11 Piezoelektrischer 3-Komponenten Kraftaufnehmer, Typ 90x7C, 90x8C, 90x6C4 Festlegen von Sensor und Vorspannkraft 9017C 9027C 9047C 9067C 9077C 9097C [kN] 12.5 1 000  Wenn ein Sensor die Prüfungen von Schritt 1 bis 3 nicht [kN] besteht, muss ein größerer Sensor gewählt werden. [Nm] ...
  • Seite 12: Montage, Installation Und Erstinbetriebnahme

    Piezoelektrischer 3-Komponenten Kraftaufnehmer, Typ 90x7C, 90x8C, 90x6C4 Montage, Installation und Erstinbetriebnahme 5. Montage, Installation und Erstinbetriebnahme Schritt 3: Überprüfung des höchsten Betriebspunktes F Zp_pos Schritt 2 muss mit dem obersten Arbeitspunkt F Zp_pos wiederholt werden. Anmerkung: Wenn a ≠ 0 ≠ a , dann ist das Biegemoment M Wichtige Hinweise anders als in Schritt 2.
  • Seite 13: Beispiele Für Einbau Und Vorspannung Von Triaxialen Kraftsensoren

    Piezoelektrischer 3-Komponenten Kraftaufnehmer, Typ 90x7C, 90x8C, 90x6C4 Montage, Installation und Erstinbetriebnahme Beispiele für Einbau und Vorspannung von triaxialen Kraftsensoren Triaxialer Kraftsensor Material für Deck- und Bodenplatte Ein einzelner 3-Komponenten Kraftaufnehmer, der zwischen einer Grund- und Deckplatte vorgespannt ist, wird auch als triaxiale Kraftmessdose bezeichnet.
  • Seite 14 Piezoelektrischer 3-Komponenten Kraftaufnehmer, Typ 90x7C, 90x8C, 90x6C4 Montage, Installation und Erstinbetriebnahme Ausrichten Minimale Anforderungen: Eine korrekte Ausrichtung des 3-Komponenten Kraftsensors  Parallelität //0.01 ist entscheidend für eine genaue Messung.  Rauheit Ra 0.4 Ein Ausrichtungsfehler von α=1° verursacht einen Über- ...
  • Seite 15: Vorspannverfahren

    5. Bringen Sie die Zentrierhülse an der Schraube an. 6. Fetten Sie das obere Gewinde des Vorspannbolzens und die Anlagefläche der Vorspannmutter sparsam mit Kistler Spezialfett Typ 1063 (Abb. 28). 7. Die Sensorteile lose zusammenfügen. 8. Befestigen Sie das Kabel am Sensor und schließen Sie das -Teil an einen Ladungsverstärker an, um die Vorspan-...
  • Seite 16 Bolzens. Falls Sie höhere Vorspannkräfte brau- Fest montierte Rohre, Kabel, Traktionselemente oder Ver- chen, müssen Sie einen anderen Bolzen verwenden kleidungen verursachen einen Kraftnebenschluss und müs- oder kontaktieren sie Kistler. sen vermieden werden! → Verwenden Sie eine neue Schraube, wenn Sie die Belastungsgrenze überschritten haben.
  • Seite 17: Kalibrierung

    Ausgangssignale (jeweils F und F ) der vier Sensoren einem Kistler Vorspannelement um mehr als 20% vom summiert. Die Summe der vier Sensoren zeigt jedoch unab- Wert im Kalibrierzertifikat ab, so wurde die Vorspan- hängig vom Kraftangriffspunkt immer den richtigen Wert an.
  • Seite 18: 6-Achsige Kraft-/Drehmomentmessung Mit Einem Dynamometer

    Piezoelektrischer 3-Komponenten Kraftaufnehmer, Typ 90x7C, 90x8C, 90x6C4 Messaufbau Grundlegender Aufbau eines Messsystems Ein Messsystem wird aus einem piezoelektrischen Kraftsen- 6-achsige Kraft-/Drehmomentmessung mit einem Dynamometer sor, einem hochisolierten, rauscharmen Anschlusskabel und Ladungsverstärker, einer Anzeige- und/oder Datenerfas- Ein 6-Komponenten-Dynamometer misst sungs- und Verarbeitungseinheit aufgebaut. ...
  • Seite 19: Messkette Mit Triaxialen Kraftsensoren

    Linearität wie im Nennbereich (100%). Der für die Durchführung einer Messung gewünschte Messbereich kann am Ladungsverstärker (z.B. Kistler Typ 5080A...) frei gewählt werden. Der Ladungsverstärker Typ 5080A... bietet stufenlose Messeinstellbereiche. Zusam- men mit 3-Komponenten-Kraftsensoren ergeben sich fol- gende Kraftbereiche in N: 2 ...
  • Seite 20: Messung Kleiner Kraftänderungen

    Piezoelektrischer 3-Komponenten Kraftaufnehmer, Typ 90x7C, 90x8C, 90x6C4 Betrieb a Stellen Sie den Verstärker auf "RESET". Wählen Sie den Be- reich für F wie folgt: 1 - 10 N/V (Verstärker auf "LONG TIME CONSTANT"). b Schalten Sie den Verstärker auf "OPERATE". Messung kleiner Kraftänderungen anlegen (Werkzeugmaschine starten) d Nach dem Ablesen und/oder Aufzeichnen der Kraft den...
  • Seite 21: Messung Von Hochfrequenzprozessen

    Piezoelektrischer 3-Komponenten Kraftaufnehmer, Typ 90x7C, 90x8C, 90x6C4 Betrieb Regel Je besser die Befestigung des Messgerätes (Wägezelle, Messung von Hochfrequenzprozessen Dynamometer) auf einer Grundkonstruktion und je fester die Befestigung der Krafteinleitungsteile - desto höher ist die Re- An der oberen Frequenzgrenze zeigt der Frequenzgang des sonanzfrequenz und desto größer ist der nutzbare Frequenz- Dynamometers eine relativ geringe Schwingungsdämpfung.
  • Seite 22: Piezoelektrische Kraftmessung

    Piezoelektrischer 3-Komponenten Kraftaufnehmer, Typ 90x7C, 90x8C, 90x6C4 Betrieb Temperaturfehler Durch eine Temperaturänderung erfährt der Kraftsensor in- nere Temperaturspannungen, die zu einem Messfehler füh- ren. Wir definieren diesen Fehler als: Piezoelektrische Kraftmessung Temperaturfehler [N/°C] Genauigkeit Die Größe des Fehlers ist abhängig vom Sensor und von den Die Frage nach der Genauigkeit einer piezoelektrischen Vorspannelementen und kann für eine piezoelektrische Wä- Messkette lässt sich nicht einfach mit der Angabe einer Zahl...
  • Seite 23: Einfluss Von Kabel Und Ladungsverstärker

    Piezoelektrischer 3-Komponenten Kraftaufnehmer, Typ 90x7C, 90x8C, 90x6C4 Betrieb Einfluss von Kabel und Ladungsverstärker Hinweise für bessere Messergebnisse  Lagern Sie das Dynamometer im gleichen Raum, in dem Kabel Kabel und Stecker müssen sauber und trocken gehalten wer- auch die Messung stattfindet. den.
  • Seite 24: Messunsicherheit

     Störeinflüsse (Umwelteinflüsse, wie z.B. Temperatur) ausgeschlossen.  Dauer der Messung  usw. Bei piezoelektrischen Messketten von Kistler kann von einer typischen Wiederholgenauigkeit innerhalb von 0,1% FSO Erfahrungen mit einer Messkette bestehend aus Sensor, Ka- ausgegangen werden. bel und Ladungsverstärker zeigen, dass eine Genauigkeit im Bereich von 1 ...
  • Seite 25: Frequenzbereich

    Piezoelektrischer 3-Komponenten Kraftaufnehmer, Typ 90x7C, 90x8C, 90x6C4 Betrieb Beste gerade Linie - mathematische Definition 7.11 Frequenzbereich The Die Minimierung der maximalen Abweichung wird als Cheby-Shev-Approximation bezeichnet. Die beste Gerade Piezoelektrische Sensoren haben aufgrund ihrer mechani- wird wie folgt bestimmt: schen Eigenschaften eine sehr geringe Dämpfung. Der nutz- ...
  • Seite 26: Wartung

    ßigen Abständen. Annäherung an den Sensor. Der äquivalente Ersatzkörper wird in die zu simulierende Struktur eingefügt, und auf diese Kistler empfiehlt, die Kraftsensoren alle zwei Jahre neu zu Weise wird die Eigenfrequenz der Struktur berechnet. Mit kalibrieren. diesem Verfahren lässt sich mit der FEM das Frequenzverhal- ten einer Messanordnung mit guter Annäherung bestimmen.
  • Seite 27: Optionales Zubehör

     Wenn sich herausstellt, dass größere Reparaturen erfor- derlich sind, holen Sie einen Kostenvoranschlag ein.  Kistler wird versuchen, Ihren Sensor in kürzester Zeit und zu minimalen Kosten zu reparieren und in einem neuwer- tigen Zustand an Sie zurückzusenden.
  • Seite 28: Anhang

    Piezoelektrischer 3-Komponenten Kraftaufnehmer, Typ 90x7C, 90x8C, 90x6C4 Anhang Kabelkapazität Die Kapazität und damit die Länge des Anschlusskabels hat bei Verwendung von Kistler Spezialkabeln und Kistler La- 11. Anhang dungsverstärkern keinen Einfluss auf das Messergebnis. Kalibrierter Messbereich Messbereich oder Teil des Messbereichs, für den der Sensor kalibriert wurde.
  • Seite 29 Piezoelektrischer 3-Komponenten Kraftaufnehmer, Typ 90x7C, 90x8C, 90x6C4 Schutz elektrischer Betriebsmittel durch geeignete Gehäuse, Schutzklasse Abdeckungen usw. gemäß EN60529. Der Schutzgrad wird mit IP (International Protection) gefolgt von zwei Ziffern an- gegeben. Die erste Ziffer steht für den Schutzgrad gegen Be- rühren und Eindringen von festen Körpern, die zweite für den Schutzgrad gegen Eindringen von Wasser.

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