Sådan fungerer en digital momentnøgle: Fra sensor til skærm

En digital momentnøgle måler det påførte moment elektronisk og viser resultatet på en skærm. I et almindeligt belastningsbaseret design forårsager belastning af skruenøglen en lille elastisk deformation i et føleelement. Strain gauges reagerer på den deformation og producerer et elektrisk signal, som elektronikken betinger, digitaliserer og konverterer til en drejningsmomentaflæsning. Displayet er det sidste trin i denne måleproces. Dens målindstilling, livelæsning og fastholdte top kan beskrive forskellige ting, så forståelsen af, hvor hver værdi kommer fra, hjælper med at forklare, hvad værktøjet faktisk viser.

Hvordan anvendt drejningsmoment producerer et sensorsignal

Elastisk deformation inde i værktøjet

Påføring af kraft på håndtaget skaber drejningsmoment omkring fastgørelseselementets akse. Inden i skruenøglen frembringer denne belastning også en lille deformation i strukturen, der bærer den. Et sensorelement er designet til at reagere forudsigeligt inden for dets driftsområde, hvilket gør det muligt for instrumentet at relatere dets respons til påført drejningsmoment.

Dette er elastisk deformation: elementet har en tendens til at vende tilbage til sin oprindelige form, når belastningen fjernes. Det betyder ikke, at skruenøglen skal bøjes synligt. Den nødvendige bevægelse til måling kan være for lille til at se.

Det mekaniske arrangement varierer mellem designs. En sensor kan reagere på bøjning eller vridningsbelastning, afhængigt af hvordan værktøjet bærer og registrerer belastningen. Føleelementet og målerens placering følger det mekaniske design.

Hvordan en Strain Gauge registrerer den deformation

En bundet strain gauge ændrer den elektriske modstand, når overfladen under den strækkes eller komprimeres. Arrangering af målere i et brokredsløb gør det muligt for måleelektronikken at detektere små modstandsændringer som en spændingsforskel.

Broudgangen ændres med belastningen på følerelementet. Ved at måle denne respons kan elektronikken følge det drejningsmoment, der påføres. Selve måleren behøver ikke en pegepind eller synlig bevægelse for at indikere ændringen.

På dette tidspunkt har værktøjet en elektrisk reaktion på belastning. Den har endnu ikke et færdigt tal udtrykt i N·m.

Hvordan elektronikken forvandler signalet til digitale data

Bridge excitation, amplifikation og filtrering

En brobaseret sensor har brug for elektrisk excitation, så dens modstandsændringer kan producere et målbart output. Det resulterende signal skal så være egnet til næste trin i målesystemet.

Forstærkning bringer et lille signal ind i et nyttigt område til måling. Filtrering hjælper med at kontrollere uønskede signalkomponenter, såsom elektrisk støj, der kan forstyrre resultatet. Sammen med excitation forbereder disse funktioner sensorudgangen til konvertering.

Disse er funktionelle faser, ikke nødvendigvis separate komponenter på et printkort. Nogle enheder kombinerer flere funktioner i et integreret kredsløb. Deres implementering involverer også valg om responshastighed og støj, så et tydeligt display alene afslører ikke, hvordan den underliggende elektronik behandler en skiftende belastning.

Analog-til-digital konvertering

En analog-til-digital-konverter, eller ADC, repræsenterer det betingede elektriske signal som numeriske data. Processoren kan derefter bruge disse data til at beregne en momentværdi og styre displayet.

Digitalisering gør målingen tilgængelig for numerisk behandling. Instrumentet kan bruge successive målinger til at opdatere et live-display, bevare en målt top eller sammenligne en aflæsning med et valgt mål. Konverteren leverer dataene; behandlingen afgør, hvordan disse data bruges.

Hvordan digitale data bliver en momentaflæsning

Relaterer sensoroutput til kendt moment

Konverterens output er ikke i sagens natur en værdi i newtonmeter. Det samlede målesystem har brug for et forhold mellem dets elektriske respons og kendte drejningsmoment.

Dette forhold gør det muligt for instrumentet at omsætte ændringer i sensoroutput til ændringer i indikeret drejningsmoment. Kalibrering sammenligner instrumentets indikationer med referenceværdier under specificerede forhold. Hvor justering er nødvendig, er det en særskilt handling; blot at udføre en kalibrering korrigerer ikke automatisk et instrument.

Konverteringen kan bruge lagrede koefficienter eller anden behandling, der passer til designet. Uanset implementeringen gælder forholdet for det komplette målesystem, fra det belastede element til indikationen. Et råkonverteringsantal bliver kun nyttigt, når det er relateret til den mængde, der måles.

Zero Offset og Engineering Units

Et målesystem kan have en offset: et output, der ikke er nul, selv når den tilsigtede påførte belastning er nul. En nulstillingsfunktion etablerer referencen, der bruges til efterfølgende aflæsninger, ved at følge værktøjets instruktioner.

Nulstilling og kalibrering løser forskellige spørgsmål. Etablering af et ubelastet nul viser ikke, at instrumentet læser korrekt i hele dets drejningsmomentområde. Offset beskriver startpunktsfejlen; gain beskriver omfanget af svaret. Korrigering af udgangspunktet alene etablerer ikke sammenhængen på tværs af målespændet.

Når instrumentet har bestemt drejningsmoment, kan det udtrykke denne mængde i en understøttet enhed, såsom N·m eller ft·lb. Ændring af enheden ændrer den numeriske repræsentation af mængden. Det skaber ikke et andet fysisk drejningsmoment ved leddet.

Hvad displayet viser under og efter tilspænding

Direkte drejningsmoment, maksimalt drejningsmoment og målindstillingen

En målindstilling er den værdi, der er indtastet for en operation. En levende aflæsning repræsenterer målt drejningsmoment, når belastningen ændres. En topaflæsning bevarer den højeste målte værdi, der er registreret under instrumentets definerede målecyklus.

Disse værdier tjener forskellige formål. Målet fortæller operatøren, hvilken værdi der er valgt; det er ikke bevis for, at dette moment allerede er blevet anvendt. En bibeholdt top kan forblive synlig, efter at kraften er blevet reduceret, hvorimod et sporingsdisplay følger den skiftende måling.

YouBar's skralde digital momentnøgle viser PEAK- og TRACK-tilstande, P0-P9-drejningsmomentforudindstillinger og hørbare og visuelle måladvarsler. Disse funktioner beskriver, hvordan værktøjet præsenterer og bruger måleoplysninger. En advarsel skal ikke tolkes som et automatisk stop ved påført kraft.

Når du anmelder YouBar's række af digitale momentnøgler, match disse skærmfunktioner med de oplysninger, din operation har brug for. For krav, der går ud over de offentliggjorte specifikationer, diskutere kravene til måling og visning for den specifikke model.